Licenciatura en Ciencias Áreas terminales en Matemáticas, Física, Bioquímica y Biología Molecular, y Ciencias Computacionales y Computación Científica
Prerrequisitos:
Formular y aplicar experimentalmente los principios, conceptos y ecuaciones de la mecánica, la termodinámica de medios continuos y el electromagnetismo; aplicar el cálculo numérico, las estimaciones de los órdenes de magnitud y la propagación de errores experimentales.
Antecedentes Recomendadas:
Ninguna
Consecuentes Recomendadas:
Electrodinámica
Laboratorio de Instrumentación 1
Óptica Física
Laboratorio de Física Moderna 2
Presentación de la unidad de aprendizaje:
Durante el curso, se efectuarán actividades experimentales de física cuántica, de Millikan, el modelo de Bohr y de la espectroscopía.
Propósito de la unidad de aprendizaje:
Desarrollar habilidades para el manejo del espectroscopio y del espectrógrafo para verificar las relaciones e/m y h/e, el experimento de Millikan y la cuantización de la energía.
Competencias profesionales:
Aplicar el conocimiento teórico de la física en la realización e interpretación de experimentos.
Demostrar destrezas experimentales y uso de métodos adecuados de trabajo en el laboratorio.
Demostrar hábitos de trabajo necesarios para el desarrollo de la profesión tales como el trabajo en equipo, el rigor científico, el autoaprendizaje y la persistencia.
Contribución al perfil de egreso:
Se aportan competencias relacionadas con el trabajo en laboratorio y la práctica de actividades experimentales, dando cobertura a lo referido en el perfil de egreso: capacidad para trabajar exitosamente en grupos de investigación, y habilidad para comunicarse con claridad en forma oral y escrita en informes propios de su ámbito profesional.
Secuencia temática:
I Introducción.
Concepto de cuantización en la física microscópica.
Cuantos de luz.
Cuantización de la energía en procesos de absorción y emisión.
Naturaleza corpuscular de la materia.
Discretización de la carga en cargas fundamentales con el ejemplo del electrón.
II Determinación del cociente e/m.
Experimento de determinación de la razón carga/masa del electrón.
Movimiento de los electrones en presencia de campos eléctricos y magnéticos.
III Efecto fotoeléctrico.
Experimento del efecto fotoeléctrico y determinación del cociente h/e.
Verificación de las ecuaciones de Einstein.
IV Experimento de Millikan.
Derivación de la ecuación de movimiento para gotas de aceite con y sin carga en un campo eléctrico.
Realización del experimento.
Análisis de los datos obtenidos.
V Experimento de Franck-Hertz.
Modelo atómico de Bohr.
Postulados de Einstein.
Derivación del radio de Bohr y de los niveles de energía del átomo de hidrógeno.
Efecto cuántico de la excitación de un átomo mediante la absorción de fotones y electrones.
Transferencia de momento.
Trabajo experimental de Franck-Hertz con una lámpara de mercurio.
Deducción de la función trabajo del cátodo calentado indirectamente.
VI Espectroscopía.
Introducción al uso de un espectrógrafo.
Introducción a los principios de absorción y emisión de cuantos; utilización de un láser He-Ne para calibración del espectrógrafo.
Grabación del espectro del hidrógeno e identificación de las series de Balmer alfa.
Grabación del espectro de Helio y comparación con el resultado del espectro de hidrógeno.
Criterios de Evaluación:
Participación en clase: 10%
Búsqueda de información: 10%
Realización de práctica: 50%
Otra (especifique): Reportes de práctica y exposición.: 30%
Bibliografía básica:
Beiser, A. 2002. Conceptos de física moderna. Ed. McGraw-Hill. 6a edición. México.