Programa Fundamentos de Física III. Grado en Física. Curso 2015

Programa Fundamentos de Física III. Grado en Física.
Curso 2015/2016. Grupo 516.
Profesores
Profesor de Teoría: Jorge Bravo Abad (Módulo 05, despacho 506,
[email protected]).
Profesores de problemas: Juan Carlos Cuevas (Módulo 05,
despacho 608, [email protected]) y Pablo García González
(Módulo 05, despacho 608, [email protected])
Temario
• Tema 1: Relatividad I. Transformaciones de Galileo. Postulados
de la relatividad especial. Transformaciones de Lorentz.
Contracción de la longitud y dilatación del tiempo relativistas.
Transformación relativista de las velocidades. El efecto Doppler
relativista. La paradoja de los gemelos.
• Tema 2: Relatividad II. Momento lineal relativista. Energía
relativista. Conservación del momento lineal y la energía.
Introducción a la relatividad general: principio de equivalencia,
desviación de la luz en un campo gravitatorio, corrimiento al rojo
gravitatorio, lentes y ondas gravitatorias, materia y energía oscura.
• Tema 3: Mecánica cuántica I. Introducción a la física cuántica.
Naturaleza corpuscular de la luz: radiación del cuerpo negro, efecto
fotoeléctrico y efecto Compton. Ondas de materia. Función de
onda. El principio de incertidumbre.
• Tema 4: Mecánica cuántica II. La ecuación de Schrödinger en
una dimensión. Pozo de potencial cuadrado infinito. Pozo de
potencial cuadrado finito. Valores esperados y operadores.
Oscilador armónico cuántico. Barrera de potencial: el efecto túnel.
• Tema 5: Física Atómica. Primeros modelos atómicos. Teoría
cuántica de los átomos. El átomo de hidrógeno. El espín del
electrón. Momento angular total y efecto espín-órbita. Átomos
1 multielectrónicos. La tabla periódica de elementos. Espectros
ópticos y de rayos X.
• Tema 6: Estructura molecular y espectros. Tipos de enlace
moleculares. Niveles de energía y espectros de moléculas
diatómicas.
• Tema 7: Física del estado sólido. La estructura de los sólidos.
Teoría clásica de la conducción eléctrica. El gas de electrones de
Fermi. Teoría cuántica de la conducción eléctrica. Teoría de
bandas. Semiconductores. Superconductividad.
• Tema 8: Física Nuclear. Propiedades básicas de los núcleos.
Radiactividad. Reacciones nucleares. Fisión y Fusión.
• Tema 9: Física de partículas. Tipos de partículas elementales.
Leyes de conservación y simetrías. El modelo estándar.
Aceleradores de partículas. Sincrotrón. Tevatrón. LHC.
• Tema 10: Astrofísica. Sistema Solar. Estructura y evolución de las
estrellas. Galaxias. Estructura cósmica. La expansión del universo.
La radiación de fondo. El big bang. Cosmología y partículas.
Bibliografía
Principales libros de consulta durante el curso:
• “Modern Physics” (6th edition), P.A. Tipler and R.A. Llewellyn,
(W.H. Freeman and Company, 2012).
• “Modern Physics” (3rd edition), R.A. Serway, C.J. Moses and
C.A. Moyer (Thomson/Brook Cole, 2005).
• “Física para la Ciencia y la Tecnología: Física Moderna” (6ª
edición), P.A. Tipler y G. Mosca (Reverté, 2010).
Otros libros de interés para la asignatura:
• “Relatividad Especial,” A.P. French (Editorial Reverté).
• “Relativity: Special, General and Cosmological” (2nd edition),
W. Rindler (Oxford University Press, 2006)
2 • “Introduction to Quantum Mechanics”, P.T. Matthews (McGraw
Hill).
• “The Feynman Lectures on Physics,” R.P. Feynman, R.B.
Leighton and M. Sands (Basic Books, 2011).
• “Essential Quantum Physics” (2nd Edition), P.V. Landshoff, A.
Metherell and W. G. Rees (Cambridge University Press, 1998).
Evaluación
Un 70% de la nota final de la asignatura corresponderá a la nota del
examen final. El 30% restante de la nota final corresponderá a la nota
obtenida en la evaluación continua. La nota de la evaluación continua
se determinará mediante la realización y presentación en clase de
problemas propuestos (20% de la nota final), más la realización de un
ejercicio en clase en el que se realizarán de forma individual
problemas de los cuatro primeros capítulos de la asignatura (10% de
la nota final).
Página web de la asignatura
Sección “Teaching” de www.uam.es/jorge.bravo
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