Física 4


Semestre:

Fecha de elaboración:

Agosto de 2013

Fecha de revisión:

Septiembre de 2013

Elaborado por:

Markus Mueller Bender

Ciclo de formación:

Profesional

Área curricular:

Ciencias de la Disciplina

Tipo de unidad:

Teórica

Carácter de unidad:

Obligatoria

Clave:

FI04FP050010

Créditos:

10

Semestre:

Horas Teoría:

5

Horas Práctica:

0

Programas académicos en los que se imparte:

Licenciatura en Ciencias Áreas terminales en Matemáticas, Física, Bioquímica y Biología Molecular, y Ciencias Computacionales y Computación Científica

Prerrequisitos:

Reconoce a nivel fenomenológico la aplicación de la experimentación básica en la conformación de la formulación teórica de la electrostática, magnetostática y electrodinámica; deduce las relaciones matemáticas con argumentos básicos de la geometría, del álgebra.

Antecedentes Recomendadas:

Ninguna

Consecuentes Recomendadas:

  • Electrodinámica
  • Laboratorio de Instrumentación 1
  • Óptica Física

Presentación de la unidad de aprendizaje:

El curso aborda fenómenos físicos tales como las ondas electromagnéticas y las ópticas ondulatoria y geométrica. Ya avanzados los temas referidos, se presentan las observaciones más importantes y los experimentos que condujeron al nacimiento de la mecánica cuántica y la física relativista.


Propósito de la unidad de aprendizaje:

Comprender a nivel cualitativo los fenómenos de las ondas electromagnéticas y de la óptica; identificar los principios experimentales que condujeron al desarrollo de la física moderna.


Competencias profesionales:

Demuestra una comprensión profunda de los conceptos y principios fundamentales de la física moderna. Describe y explica fenómenos naturales y procesos tecnológicos en términos de conceptos, principios y teorías físicas.

Contribución al perfil de egreso:

El perfil de egreso cita la aptitud para asimilar el conocimiento presentado en publicaciones como una característica elemental que debe dominar el Licenciado en Ciencias; para ello se necesita que comprenda, a partir de la investigación documental, los principios de la física moderna.


Secuencia temática:

  1. I Ondas electromagnéticas.
    1. Ecuaciones de Maxwell.
    2. Teorema de Poynting (repetición).
    3. La ecuación de onda.
    4. Cable coaxial, guía de onda.
    5. Radiación, ondas viajeras.
  2. II Óptica ondulatoria.
    1. 2.1 La luz y el espectro electromagnético.
    2. 2.2 Efecto Doppler.
    3. 2.3 Reflexión, refracción y el principio de Huygens (superficies planas).
    4. 2.4 Reflexión total (interna).
  3. III Óptica geométrica.
    1. 3.1 Principio de Fermat.
    2. 3.2 La ley de Snell.
    3. 3.3 Lentes delgadas y espejos.
    4. 3.4 Óptica ondulatoria y óptica geométrica.
    5. 3.5 Experimento de Young.
    6. 3.6 Difracción (apertura única, apertura doble).
  4. IV Principios de la mecánica cuántica.
    1. Indicios de la veracidad de la teoría atómica.
    2. Historia de la tabla periódica de los elementos.
    3. Modelo atómico de Dalton.
    4. Descubrimiento del electrón (experimento de Thompson).
    5. Observaciones de Balmer.
    6. Boltzman, Einstein, movimiento browniano, termodinámica estadística.
    7. 4.2 Radiación del cuerpo negro.
    8. 4.3 Efecto fotoeléctrico (desde Hertz hasta Einstein).
    9. 4.4 Experimentos de Rutherford.
    10. 4.5 Teoría de átomos de Bohr.
    11. 4.6 Experimento de Frank-Hertz.
    12. 4.7 Dualismo onda-partícula.
    13. 4.8 Principio de incertidumbre.
    14. 4.9 Interpretación de Copenhagen de la mecánica cuántica.
  5. V Relatividad.
    1. 5.1 Velocidad de la luz y principios de relatividad.
    2. 5.2 Transformación de Lorentz.
    3. 5.3 Contracción de la longitud y dilatación del tiempo.

Criterios de Evaluación:


Bibliografía básica:

  • Resnick, R., Halliday, D. y 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:

  • Beiser, A. 2002. Conceptos de Física Moderna. Ed. McGraw-Hill. 6a edición. México.
  • http://physicsworl.com