Física (plan 2002) 2025-1

Octavo Semestre, Física Atómica y Materia Condensada

Física Atómica y Materia Condensada, Octavo Semestre

Semestre 2025-1, Grupo 8412

Horario: Martes y Jueves, 18:00 - 19:30 hrs.

Profesor: Miguel Ángel García Cruz

Correo electrónico: magarcia@ciencias.unam.mx

Ayudante: Luis Joel Hernández Martínez

Correo electrónico: narciso@ciencias.unam.mx

Generalidades del curso

Este curso está diseñado para describir los fenómenos atómicos y moleculares de sistemas microscópicos. Se desarrollará las propiedades fisicoquímicas de átomos y moléculas de sistemas, basado en las interacciones con su entorno. Esto ayudará a profundizar en conceptos relacionados a la física y química de los sistemas atómicos y moleculares que son utilizadas del día a día en la investigación científica. Finalmente, es importante estar en constante contacto con el profesor y ayudante para resolver dudas de las clases y de los ejercicios de la tarea.

Mecanismo, y de la evaluación del curso:

Clases presenciales, asignación de tareas semanales.

El curso se evaluará base en 50% tareas (aproximadamente de 10 a 12 tareas), 50% exámenes (3 exámenes).

Usaremos la plataforma Google Classroom, para los anuncios y la asignación de tareas.

Primera reunión: Lunes 5 de agosto, Salón (por asignar)

Temario (Curso)

FÍSICA DEL ESTADO ATÓMICO Y MOLECULAR

1 Partículas idénticas

1.1 Simetría de intercambio de funciones de onda.

1.2 El átomo de muchos electrones. La estructura atómica y electrónica de los átomos.

1.3 Segunda cuantización; sistemas bosónicos y fermiónicos.

2 Teoría del momento angular

2.1 Esquemas de acoplamiento de momento angular, LS y JJ. Reglas de selección.

2.2 Niveles de energía para átomos complejos (rotaciones, translaciones y vibraciones).

2.3 Estados de energía y espectroscopía de moléculas monoatómicas, diatómicas y poliatómicas.

3 Interacción de la radiación electromagnética con átomos

3.1 El efecto Zeemann.

3.2 Excitación atómica y anchura de líneas espectrales.

3.3 La molécula de hidrógeno ionizada.

4 Moléculas

4.1 Propiedades del amarre químico.

4.3 Modelos de enlaces químicos (covalente, iónico, etc.).

FÍSICA DEL ESTADO SOLIDO

5 Caracterización fotónica, y electrónica de átomos, moléculas, y de los sólidos

5.1 Métodos espectroscópicos: foto electrónica, emisión y absorción de rayos X.

5.2 Niveles de energía electrónicos y del enlace químico; sólidos iónicos, sólidos covalentes y metálicos.

6 Propiedades de los sólidos, superficies e interfaces

6.1 Teoría de bandas, funciones de Bloch, estructura de las redes cristalinas.

6.2 Distorsiones en la red cristalina, defectos, e impurezas.

6.3 Superficies e interfaces.

Bibliografía

Luis de la Peña, Introducción a la Mecánica Cuántica, Fondo de Cultura Económica, Universidad Nacional Autónoma de México, México (2006).

John S. Townsend, A Modern Approach to Quantum Mechanics, Second Ed. University Science Books, Mill Valley, CA (2012).

David J. Griffiths, Introduction to Quantum Mechanics, Second ed. Pearson Education, Inc. Upper Saddle River, NJ (2005).

R. K. Pathria Statistical Mechanics Second Ed. Elsevier Ltd., Oxford, UK (1996).

Sune Svanberg, Atomic and Molecular Spectroscopy: Basic Aspects and Practical Applications, Springer Cham, Switzerland (2022).

B. H. Bransden, C. J. Joachain, Physics of Atoms and Molecules, 2nd Ed. Prentice Hall, Ltd. Edingburgh Gate, UK (2003).

Charles Kittel, Introduction to Solid State Physics, Sixth Ed. John Wiley and Sons, Inc. New York, NY (1986).