Física Moderna A - Primer semestre de 2017

Asignatura del quinto semestre de la carrera de Profesorado en Física Universidad Nacional de Río Negro

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Contenidos mínimos

Los contenidos mínimos establecidos por el Plan de Estudios de la carrera para Física Moderna A son los siguientes: Radiación del cuerpo negro. Conflictos con la física clásica. La hipótesis de Planck. El efecto fotoeléctrico y los fotones. Dualidad onda-corpúsculo. Difracción de ondas y materia. Los espectros atómicos y la estructura del átomo. La función de onda. Principio de incerteza de Heisenberg. Mecánica cuántica del átomo de hidrógeno. Principio de exclusión. Átomos complejos.

Programa del curso

Primer módulo: Bases de la mecánica cuántica

Del Martes 6 de Marzo al Jueves 27 de Abril (primer parcial)

Unidad 1: La crisis de principios del Siglo XX

4 encuentros desde el Martes 07 de Marzo al Jueves 16 de Marzo

Introducción. Nuestra comprensión, la interacción con el mundo y el gap sensorial. El cuerpo negro. Ejemplos y propiedades. Emisividad, reflectividad, absorcividad. La catástrofe del ultravioleta y la hipótesis de Planck. El campo electromagnético. El efecto fotoeléctrico y los fotones. Aportes de Albert Einstein. El efecto

Unidad 2: Los inicios de la mecánica cuántica

5 encuentros desde el Martes 21 de marzo al Martes 04 de abril

Los espectros atómicos y la estructura del átomo. Modelos de Thomson y Rutherford, aciertos y desaciertos. Cuantización de Bohr-Sommerfeld. El modelo atómico de Bohr. El principio de correspondencia. La hipótesis de de Broglie. Difracción de ondas de materia. Dualidad onda-corpúsculo.

Unidad 3: Los postulados de la mecánica cuántica

5 encuentros (excluyendo el feriado del 13/abr y el parcial el 27/abr), desde el Jueves 06 de abril al Jueves 27 de abril (primer parcial)

Heisenberg y el principio de incertidumbre. Los postulados de la mecánica cuántica y la función de onda. Reglas de cuantización. La ecuación de Schrödinger. Operadores. Valores de expectación. Interpretación de la mecánica cuántica. Partícula en una caja. Apéndice matemático: ecuaciones diferenciales simples.

Segundo módulo: Aplicaciones de la mecánica cuántica

Del Martes 2 de Mayo al Jueves 22 de Junio (segundo parcial)

Unidad 4: Aplicación a sistemas simples

6 encuentros desde el Martes 02 de mayo al Jueves 18 de mayo

Pozos y barreras de potencial infinitos y finitos. Estado estacionario. La densidad de probabilidad. Corriente de probabilidad. Efecto túnel. Aplicaciones tecnológicas del efecto túnel. El oscilador armónico. Cuantización del oscilador armónico. Autovalores y autofunciones. Reinterpretación del principio de equivalencia.

Unidad 5: El átomo de hidrógeno

4 encuentros (excluyendo el feriado del 25/may) desde el Martes 23 de mayo al Martes 06 de junio

Ecuación de Schrödinger para el átomo de hidrógeno. Solución de la ecuación de Schrödinger. Números cuánticos. Autovalores de energía. Orbitales atómicos. Apéndice matemático: Ecuaciones diferenciales separables.

Unidad 6: Átomos complejos

3 encuentros (excluyendo el feriado del 20/jun y el parcial del 22/jun), desde el Jueves 08 de junio al Jueves 22 de junio (segundo parcial)

La tabla periódica. La ley de Moseley de los rayos X. El momento magnético orbital. El espín del electrón. Momento magnético del espín de electrón. Apantallamiento. Reglas de Hund. Regla de Madelung. Átomos de muchos electrones.

Bibliografía obligatoria y complementaria

• “Física”, Resnick, Halliday y Krane, cualquier edición, Editorial Patria
• “Sears – Zemansky, Física Universitaria (con Física Moderna)”, Vol. 2, Young y Freedman, cualquier edición, Addison-Wesley
• “Conceptos de Física Moderna”, Beiser, Edición 6, McGraw-Hill, 2003
• Cualquier otro libro que cubra los contenidos de la unidad
• “Fundamentos de física moderna”, Eisberg, Limusa, 2002 (complementaria).

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