BENÉMERITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA VICERRECTORÍA DE DOCENCIA DIRECCIÓN GENERALDE EDUCACIÓN SUPERIOR

BENÉMERITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA
VICERRECTORÍA DE DOCENCIA
DIRECCIÓN GENERALDE EDUCACIÓN SUPERIOR
FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS
PROGRAMA EDUCATIVO (PE): LICENCIATURA EN FÍSICA
AREA: COMPUTACIÓN
ASIGNATURA: FÍSICA COMPUTACIONAL II
CÓDIGO:
CRÉDITOS: 5
FECHA: JULIO/2008
Programa de Asignatura: “Física
Computacional II”
1
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FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS
1. DATOS GENERALES
Nivel Educativo:
LICENCIATURA
Nombre del Programa Educativo:
LICENCIATURA EN FÍSICA
Modalidad Académica:
ESCOLARIZADA
Nombre de la Asignatura:
FÍSICA COMPUTACIONAL II
Ubicación:
FORMATIVO
Correlación:
Asignaturas Precedentes:
Asignaturas Consecuentes:
Conocimientos, habilidades, actitudes y
valores previos:
FÍSICA COMPUTACIONAL I
MECÁNICA CUÁNTICA I, MECÁNICA TEÓRICA I
Conocimientos: Aritmética, algebra y trigonometría.
Habilidades: Plantear y resolver problemas.
Actitudes: Disposición del estudiante para desarrollar
el trabajo académico de principio a fin.
Valores: El estudiante desarrollará sus tareas
académicas con espíritu crítico, solidaridad y
honestidad.
2. CARGA HORARIA DEL ESTUDIANTE
Concepto
Número de
créditos
Horas por periodo
Horas teoría y práctica
Horas de práctica profesional crítica.
Horas de trabajo independiente.
Total
64
4
20
84
1
5
3. REVISIONES Y ACTUALIZACIONES
Autores:
Academia de Física
Fecha de diseño:
1995
Fecha de la última actualización:
Revisores:
5 de diciembre de 2008
Javier Miguel Hernández
Programa de Asignatura: “Física
Computacional II”
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Sinopsis de la revisión y/o actualización:
Se revisaron las metodologías y tiempos en el espíritu
del Modelo Minerva. El temario fue revisado tanto en
contenido como en extensión, actualizándolo en gran
medida de acuerdo con las necesidades de la
licenciatura.
4. PERFIL DESEABLE DEL PROFESOR (A) PARA IMPARTIR LA ASIGNATURA:
Disciplina profesional:
FÍSICA O COMPUTACIÓN
Nivel académico:
Maestría
Experiencia docente:
1 año
Experiencia profesional:
1 año
5. OBJETIVOS:
5.1 Educacional:
Conocer y manejar conceptos y procedimientos básicos de las que le dotarán de una poderosa
herramienta para la solución de problemas de modelado a situaciones reales específicas,
sumando al estudio en clase su estudio autónomo, que le ayuden a
operar e interpretar
geométricamente expresiones simbólicas, en un ambiente de disciplina y apego al trabajo
académico, así como de solidaridad, respeto y tolerancia hacia sus compañeros.
5.2 General:
o de ecuaciones algebraicas e interpretar algebraicamente problemas y teoremas de geometría.
Adquirir los conocimientos básicos sobre álgebra vectorial para resolver eficazmente problemas de
geometría y representar matemáticamente modelos para los conceptos y leyes de física.
5.3 Específicos:
 Reconocer, explicar y encontrar la solución de problemas físicos, experimentales y teóricos,
haciendo uso de los instrumentos apropiados de laboratorio, computacionales o matemáticos.
 Demostrar una actitud cooperativa que fomente la integración de esfuerzos consustancial a la
organización actual de la ciencia.
Programa de Asignatura: “Física
Computacional II”
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 Demostrar una cultura integral.
6. MAPA CONCEPTUAL DE LA ASIGNATURA:
Programa de Asignatura: “Física
Computacional II”
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FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS
7. CONTENIDO
Unidad
Unidad I:
Oscilaciones
Mecánicas en el
Espacio Fase
Objetivo
Específico
Reconocer, explicar y
encontrar la solución
de problemas físicos,
experimentales
y
teóricos, haciendo uso
de los instrumentos
apropiados
de
laboratorio,
computacionales
o
matemáticos.
Demostrar una actitud
cooperativa
que
fomente la integración
de
esfuerzos
consustancial a la
organización actual de
la ciencia.
Demostrar una cultura
integral.
Contenido
Temático/Actividades
de aprendizaje
1
Bibliografía
Básica
Oscilador Armónico.
2 Oscilador
Atractor.
A First Course in
Computational Physics,
Forzado. Paul L. DeVries, Jhon
Wiley & Sons, 1994.
3
Oscilador
Amortiguado. Atractor y
Puntos Fijos
.
4 Reacciones Químicas
Autocatalíticas.
Análisis Numérico,
Richard L. Burden y J.
Douglas Faires,
International Thomson
Editores, 1998.
Python Scripting for
5 Modelo del clima de Computational Science,
Lorenz. Caos.
Hans Petter Langtangen,
Springer-Verlag, 2004.
6
Oscilaciones
de
Rossler. Atractor.
Numerical Methods for
Physics, Alejandro L.
Garcia, 2a. Edición,
Prentice Hall, 2000.
Complementaria
Computational Physics
Educaction with Python,
Báker, Arnd, Computing in
Science & Engineering, mayjun (2007) 30-33.
Nonlinear Dynamics and
Chaos (with applications to
Physics, Biology, Chemistry
and Engineering), Steven H.
Strogatz, Westview Press,
1994
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FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS
Unidad
Unidad II:
Estadística y
Simulación
Objetivo
Específico
Reconocer,
explicar y
encontrar la solución
de problemas físicos,
experimentales
y
teóricos, haciendo uso
de los instrumentos
apropiados
de
laboratorio,
computacionales
o
matemáticos.
Demostrar una actitud
cooperativa
que
fomente la integración
de
esfuerzos
consustancial a la
organización actual de
la ciencia.
Contenido
1.
Estimación de
Temático/Actividades
magnitudes
simples (π,
de aprendizaje
volúmenes, integrales,
etc.)
Bibliografía
A First Course in
Computational Physics,
Paul L. DeVries, Jhon
Wiley & Sons, 1994.
2. Procesos físicos (gas Análisis Numérico,
ideal, difusión Ehrenfest) Richard L. Burden y J.
Douglas Faires,
3.
Movimiento International Thomson
Browniano. Cálculo del Editores, 1998.
coeficiente de Difusión.
Correlaciones
Python Scripting for
Computational Science,
4.
Caminatas Hans Petter Langtangen,
deterministas. Procesos Springer-Verlag, 2004.
irreversibles.
5.
Principios
de Numerical Methods for
Dinámica Molecular y Physics, Alejandro L.
Demostrar una cultura
Montecarlo.
Garcia, 2a. Edición,
integral.
Prentice Hall, 2000.
Investigations on the Theory of
the Brownian Movement ,
Albert Einstein, Dover
Publications Inc.
1956.
Modeling Complex Systems,
Nino Boccara, SpringerVerlag, 2004.
Teaching statistical physics by
thinking about models and
algorithms, Tobochnik, Jan
and Gould,
Harvey, Am. J. Phys., 76
(2008) 353-359.
An Introduction to Stochastic
Processes in Physics, Don S.
Lemons, The John Hopkins
University Press, (2002).
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Unidad
Unidad III:
Ecuaciones
Diferenciales
Parciales
Objetivo
Específico
Reconocer,
explicar y
encontrar la solución
de problemas físicos,
experimentales
y
teóricos, haciendo uso
de los instrumentos
apropiados
de
laboratorio,
computacionales
o
matemáticos.
Demostrar una actitud
cooperativa
que
fomente la integración
de
esfuerzos
consustancial a la
organización actual de
la ciencia.
Demostrar una cultura
integral.
Contenido
1.
La ecuación de
Temático/Actividades
difusión.
Solución
de aprendizaje
Analítica (Modelo de
Einstein)
Bibliografía
A First Course in
Computational Physics,
Paul L. DeVries, Jhon
Wiley & Sons, 1994.
2. Ecuación de Onda. Análisis Numérico,
Ecuaciones de Maxwell
Richard L. Burden y J.
Douglas Faires,
3.
Sistemas
de International Thomson
Reacción-Difusión.
Editores, 1998.
Ejemplos
de
Física,
Biología, Química.
Python Scripting for
Computational Science,
4. Fluidos. Formación de Hans Petter Langtangen,
patrones en mezclas.
Springer-Verlag, 2004.
Numerical Methods for
Physics, Alejandro L.
Garcia, 2a. Edición,
Prentice Hall, 2000.
Computation in Classical
Mechanics, Timberlake, Todd
and Hasbun, Javier E., Am. J.
Phys., 76
(2008) 334-339.
A project-oriented course in
computational physics:
Algorithms, parallel computing,
and graphics,
Rebbi, C., Am. J. Phys., 76
(2008) 314-320.
Python for Education:
Computational Methods for
Nonlinear Systems, Myers,
Christopher R. and Sethna,
James P., arXiv:0704.3182v1
(2007).
8. CONTRIBUCIÓN DEL PROGRAMA DE ASIGNATURA AL PERFIL DE EGRESO
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Unidad
I. Oscilaciones Mecánicas en
el espacio fase
II: Estadística y Simulación
III: Ecuaciones Diferenciales
Parciales
Perfil de egreso
(anotar en las siguientes tres columnas a qué elemento(s)
del perfil de egreso contribuye esta asignatura)
Conocimientos
Conocer y saber aplicar los
métodos matemáticos de la
física y numéricos.
Habilidades
Buscar, interpretar y utilizar
adecuadamente la información
científica y técnica.
Utilizar y elaborar programas o
sistemas de computación para el
procesamiento de información,
cálculo numérico, simulación de
procesos físicos o control de
experimentos.
Aplicar lenguajes de
programación para la obtención
de resultados, así como en la
presentación, escritura y análisis
de los mismos.
Será competente en el uso de
algunos sistemas
computacionales para el cálculo
y la simulación numérica de
procesos físicos específicos.
Actitudes y valores
Participar en actividades
profesionales relacionadas
con tecnologías de alto nivel,
ya sea en el laboratorio o en la
industria
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9. ORIENTACIÓN DIDÁCTICO-PEDAGÓGICA.
Estrategias a-e
Técnicas a-e
Recursos didácticos
El profesor utilizará en clase ejemplos
físicos que representen las bases de
las estructuras de la computación y los
lenguajes de programación.
El estudiante presentará, en clase, sus
ideas acerca de los conceptos básicos
de las estructuras de la programación
y llegará a un acuerdo con sus pares.
El estudiante realizará problemas de la
física que involucren los conceptos
básicos involucrados en la aplicación
de las estructuras de la programación.
El estudiante desarrollará programas
para la resolución de problemas
físicos.
Los estudiantes realizarán un proyecto
de investigación que involucre los
conceptos que se desarrollan en clase.
Trabajará con el profesor en la
planeación, elaboración y desarrollo
de su trabajo de investigación. El
reporte lo presentará por escrito.
Materiales:
El estudiante usará lenguajes de
programación para desarrollar los
conceptos estudiados en el curso.
Aprenderá a usar latex para escribir su
reporte de investigación.
Revisará y utilizará la información de las
diversas páginas web mencionadas en el
programa como apoyo y reforzamiento
de su aprendizaje.
10. CRITERIOS DE EVALUACIÓN
Porcentaje
Criterios



Exámenes
Tareas
Trabajos de investigación y/o de intervención
30
40
30
Total 100
11. REQUISITOS DE ACREDITACIÓN
Estar inscrito oficialmente como alumno del PE en la BUAP
Aparecer en el acta
El promedio de las calificaciones de los exámenes aplicados deberá ser igual o mayor que 7
Presentar al menos el 80% de los ejercicios y programas de tarea.
Al concluir la primera unidad los estudiantes, juntamente con el profesor, definirán el tema de
investigación a desarrollar durante el curso, y se definirá el título y el objetivo del trabajo, así como el
calendario de actividades a seguir en el resto del curso. A partir de la segunda unidad se evaluará el
avance logrado por el estudiante. En la tercera unidad, el proyecto deberá tener un avance del 70% y
en la cuarta unidad, se presentará el proyecto escrito (en latex) para su evaluación final. Este trabajo
es obligatorio para la acreditación del curso.
El promedio de la calificación final deberá ser igual o mayor que 7
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