Física II - Facultad de Química UNAM

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
FACULTAD DE QUÍMICA
PROGRAMAS DE ESTUDIO
SEGUNDO SEMESTRE
Asignatura
FÍSICA II
OBLIGATORIA
Ciclo
TRONCO COMÚN
Clave: 1209
Tipo de asignatura:
Modalidad de la asignatura:
Área
FÍSICA
TEORÍA 4 h/64 h
Departamento
FÍSICA Y QUÍMICA TEÓRICA
HORAS/SEMANA/SEMESTRE
PRÁCTICA 0 h
CRÉDITOS 8
TEÓRICA
CURSO
ASIGNATURA PRECEDENTE : Seriación indicativa con Física I y Cálculo I.
ASIGNATURA SUBSECUENTE: Ninguna.
OBJETIVO(S):
El propósito de esta asignatura es proporcionar los elementos básicos del electromagnetismo y
aportar los fundamentos para la comprensión de fenómenos principalmente relacionados con los
aspectos fisicoquímicos de los procesos químicos. Los estudiantes serán capaces de tener los
conceptos básicos de la electrostática; las ideas generales de campo eléctrico y magnético y
entenderán las características distintivas de respuesta de las substancias ante dichos campos.
UNIDADES TEMÁTICAS
NÚMERO DE
HORAS POR
UNIDAD
4T
4T
4T
5T
4T
UNIDAD
1. CARGAS Y FUERZA ELÉCTRICA
1.1 Notación vectorial.
1.2 Naturaleza discreta de la carga eléctrica y conservación de la carga.
1.3 Ley de Coulomb. Principio de superposición lineal.
1.4 Conductores y aislantes. Sales en disolución.
2. EL CAMPO ELÉCTRICO
2.1 La idea de campo.
2.2 El campo eléctrico.
2.3 Líneas de campo.
2.4 Arreglo de cargas, el dipolo eléctrico.
2.5 El momento dipolar y la solubilidad de las substancias.
3. LA LEY DE GAUSS
3.1 Flujo eléctrico y número de líneas de campo.
3.2 La ley de Gauss.
3.3 Conductores en equilibrio electrostático.
4. EL POTENCIAL ELECTROSTÁTICO
4.1 El Potencial electrostático como base de un campo conservativo.
4.2 Equipotenciales y diferencia de potencial eléctrico.
4.3 El campo eléctrico como función del potencial electrostático.
4.4 El potencial y campo eléctrico de un dipolo.
5. ENERGÍA ELÉCTRICA
5.1 La energía de un sistema de cargas puntuales.
5.2 Densidad de energía.
5.3 Energía de arreglos cristalinos.
5T
4T
5T
5T
5T
5T
4T
5T
5T
6. PROPIEDADES ELÉCTRICAS DE LOS MATERIALES
6.1 Permitividad y la constante dieléctrica.
6.2 Polarizabilidad y el momento dipolar.
6.3 Capacidad eléctrica.
6.4 Configuraciones con capacitores.
6.5 Energía de capacitores.
7. EL FLUJO DE CARGA ELÉCTRICA
7.1 La resistencia eléctrica y ley de Ohm.
7.2 Naturaleza microscópica del transporte eléctrico.
7.3 Resistividad, aislantes, semiconductores, conductores y
superconductores.
7.4 Configuración de resistores.
8. LA FEM Y CIRCUITOS DC
8.1 Fuentes de fem y baterías.
8.2 Circuitos de lazo cerrado simples y compuestos.
8.3 Leyes de Kirchhoff.
8.4 Energía de los circuitos. El calor de Joule.
8.5 Circuitos RC.
8.6 Mediciones eléctricas.
9. FUERZA Y CAMPO MAGNÉTICO
9.1 La permeabilidad magnética.
9.2 El campo magnético.
9.3 Ley de Biot-Savart.
9.4 El dipolo magnético.
10. LAS FUENTES DE CAMPO MAGNÉTICO Y LA LEY DE AMPERE
10.1 Solenoides y toros.
10.2 Fuerza de una partícula cargada en un campo.
10.3 El efecto Hall y la fuerza de Lorentz.
10.4 Fuerza en un cable y torca en un lazo.
11. INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA FEM INDUCIDA
11.1 Ley de Faraday-Lenz.
11.2 El campo eléctrico inducido.
11.3 La inductancia.
11.4 Energía magnética.
12. RESPUESTA MAGNÉTICA DE LOS MATERIALES
12.1 Momento magnético atómico y nuclear.
12.2 Paramagnetismo.
12.3 Ferromagnetismo.
12.4 Histéresis magnética.
12.5 Diamagnetismo.
13. CORRIENTES DE DESPLAZAMIENTO
13.1 Ecuaciones de Maxwell.
13.2 Oscilaciones en cavidades.
13.3 Campo de una carga acelerada.
13.4 Campo de radiación.
13.5 El campo magnético de una carga acelerada.
14. ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS
14.1 Ondas planas y de pulso.
14.2 Ondas armónicas planas.
14.3 Generación de ondas electromagnéticas y velocidad de la luz.
14.4 Espectro electromagnético.
14.5 Energía y momento de una onda y corrimiento Doppler.
SUMA: 64T = 64h
BIBLIOGRAFÍA BÁSICA
1. Hans C. Ohanian, Physics, 2nd. Edition, W.W. Norton, New Cork, 1989.
2. Raymond A. Serway, Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics, 3rd. Edition,
USA, Saunders Golden Sunburst Series, 1990.
3. Susan M. Lea y John R. Burke, Física: La naturaleza de las cosas, Vol. 2 Thompson Editores,
México, 1999.
4. Eugene Hecht, Physics, Calculus, USA, Brooks/Cole Publishing Company, 1996.
5. M. Alonso y E. Finn, Física, Vol 2, Addisson-Wesley Iberoamericana, 1995.
BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA
1. Feynman, Lectures on Physics, Volumen 2 Leighton J. y Sands L., 1987.
2. Kaganov, Tsukérnik, La naturaleza del magnetismo, Colección Física al alcance de todos,
editorial Mir, 1985.
3. Taraiev, Física de los materiales dieléctricos, Editorial Mir, 1978.
4. Wood R., Magnetismo: de la brújula a los imanes superconductores, Editorial McGraw-Hill,
serie de divulgación científica, 1991.
5. Berkson W., Las teorías de los campos de fuerza. Desde Faraday hasta Einstein, Alianza
Editorial, 1985.
SUGERENCIAS DIDÁCTICAS
Como antecedente de la asignatura es recomendable que el estudiante haya sido introducido a
los conceptos de vectores y sus operaciones más elementales, así como también tener
antecedentes en cálculo diferencial e integral. En la propuesta de esta asignatura antecede un
curso de álgebra y uno de cálculo de funciones de una variable, esto, muy probablemente,
redundará en una presentación más ágil y en una mejor comprensión de los temas del curso.
FORMA DE EVALUAR
Exámenes parciales durante el curso, preferentemente elaborados y revisados por un colegio o
departamento y exámenes finales.
PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIENES PUEDEN IMPARTIR LA ASIGNATURA
Profesionales de la física y la química: Físicos, Ingenieros químicos, Químicos, Ingenieros
eléctricos con conocimientos en el campo de la química, etc.