Licenciatura en Ciencias Áreas terminales en Matemáticas, Física, Bioquímica y Biología Molecular, y Ciencias Computacionales y Computación Científica
Prerrequisitos:
Identifica los principios, leyes y técnicas de la física de los medios continuos, sistemas macroscópicos y fenómenos térmicos; soluciona problemas de mecánica de sólidos, de fluidos y termodinámicos, mediante la aplicación del cálculo.
Antecedentes Recomendadas:
Ninguna
Consecuentes Recomendadas:
Física 4
Electrodinámica
Laboratorio de Instrumentación 1
Óptica Física
Presentación de la unidad de aprendizaje:
Es en esta unidad de aprendizaje donde se discuten los conceptos básicos de la electrostática, la magnetostática y, de manera introductoria, la electrodinámica.
En todos los casos se presenta el contenido a nivel fenomenológico, empleando para ello el lenguaje de las matemáticas básicas; también se discuten detalladamente los experimentos básicos que conforman los fundamentos de la formulación teórica: casos como la deducción de las consecuencias de las leyes de Coulomb y de Biot-Savart y su verificación experimental, son claros ejemplos de ello.
Una aportación fundamental del curso lo es la deducción de las relaciones matemáticas con argumentos básicos de la geometría, del álgebra y otros argumentos plausibles, con la discusión de sistemas y ejemplos con simetrías particulares en los cuales la descripción teórica se simplifica notablemente.
Propósito de la unidad de aprendizaje:
Discutir sobre los resultados experimentales del electromagnetismo y los principios básicos de la descripción teórica; enfatizar en los términos de la fenomenología y el mejoramiento del entendimiento físico y el fomento de la metodología científica.
Competencias profesionales:
Plantea, analiza y resuelve problemas físicos teóricos, mediante la utilización de métodos analíticos o numéricos.
Describe y explica fenómenos naturales y procesos tecnológicos en términos de conceptos, principios y teorías físicas.
Percibe las analogías entre situaciones aparentemente diversas, utilizando soluciones conocidas en la resolución de problemas nuevos
Contribución al perfil de egreso:
En el perfil de egreso se especifica la capacidad para resolver problemas de investigación como una característica fundamental del Licenciado en Ciencias; para lograr esa capacidad, se precisa que el egresado plantee, analice y resuelva problemas con el uso de métodos analíticos o numéricos, que es el tema preponderante del curso.
Secuencia temática:
I Electrostática.
Carga eléctrica y la Ley de Coulomb.
Líneas de fuerza y la definición del campo eléctrico.
Cálculo del campo E para sistemas simples.
Flujo del campo y la ley de Gauss.
Aplicaciones de la ley de Gauss.
El potencial eléctrico.
Ecuaciones de Maxwell de la electrostática.
Energía del campo.
Capacitancia.
Modelo de bandas (cualitativamente), conductores, semiconductores y dieléctricos.
Electrostática en la materia.
II Magnetostática.
2.1 Corriente eléctrica, modelo de Drude, resistencia de Ohm.
2.2 La ley de Ampere y la inducción magnética.
2.3 La fuerza de Lorentz, cargas en movimiento.
2.4 Ecuaciones de Maxwell de la magnetostática.
2.5 El potencial vectorial.
2.6 El campo magnético.
2.7 Momento magnético y la magnetostática en materiales.
2.8 Energía del campo.
III Electrodinámica.
3.1 Ley de Faraday y ley de Lenz.
3.2 Complemento de Maxwell y las ecuaciones de Maxwell.
3.3 Inductividad.
3.4 Circuitos RC, RL y RLC.
3.5 Energía del campo (teorema de Poyting).
Criterios de Evaluación:
Exámenes parciales: 40%
Examen final: 30%
Participación en clase: 10%
Otra (especifique): Tareas: 20%
Bibliografía básica:
Resnick R., Halliday D., Krane K. 2009. Física Vol. II. Ed. Patria. 4a edición. México.
Serway R., Jewett J. 2009. Física para ciencias e ingeniería con física moderna Vol. II. Ed. CENGAGE. 7a edición. México.
Bibliografía complementaria:
Purcell, E. M. Morin, D. J. 2013. Electricity and magnetism. Cambridge University Press.
Alonso M., Finn E. 2000. Física Vol. II Campos y ondas. Ed. Adisson Wesley Longman. México.