Javier M. Hernández: Docencia

Física Contemporánea con Laboratorio

(Otoño 2018, Lic. en Física, FCFM)

OBJETIVOS GENERALES DEL CURSO:

Entenderá los fundamentos históricos y el formalismo de Relatividad Especial, así como las raíces históricas y físicas que dieron origen a la Mecánica Cuántica.

CONTENIDO Y ESQUEMA DEL CURSO:

  1. Introducción a la teoría de la relatividad especial. (PL1)
    Krane cap. 2; Becchi cap. 1; Alonso cap. 6; Eisberg Apéndice A;
    1. Motivación histórica: antecedentes experimentales
    2. Postulados de Einstein
    3. Consecuencias cinemáticas de la Relatividad Especial
    4. Consecuencias dinámicas de la Relatividad Especial (Mecánica relativista)
  2. Experimentos cruciales para Mecánica Cuántica (PL2, PL3)
    1. Radiación térmica y el cuerpo negro
    2. Las leyes de Wien y Rayleigh-Jean
    3. La ley de Planck
    4. Efecto fotoeléctrico
    5. Efecto Compton
      Krane cap. 3; Becchi tema 2.1; Eisberg cap. 1-2
  3. Modelos pre-cuánticos y espectros de energía (PL4, PL5)
    1. Espectros de energía
    2. Modelos pre-cuánticos
    3. Experimentos de dispersión de Rutherford
    4. Modelo de Borh: éxitos y limitaciones
    5. Experimentos con rayos X
      Krane cap. 4; Becchi cap. 2; Eisberg 3
  4. Dualidad onda-partícula (PL6,PL7,PL8)
    1. Difracción de electrones y neutrones
    2. Postulado de de Broglie y ondas de materia
    3. Principios de complementariedad
    4. Principio de incertidumbre
      Krane cap. 4-5; Becchi cap. 2; Eisberg 4-5
PLX corresponde con el listado de Prácticas de Laboratorio.

Observaciones

Noten que la resolución de problemas y los proyectos representa una parte esencial del curso. Los ejercicios serán, en algunos casos, largos o díficiles. El entendimiento viene junto con un manejo competente en la resolución de los problemas. Todos ellos deberán ser resueltos ... o al menos ser intentados. Usen las horas fuera de clase para verme cuando tengan algún problema en específico.

Los invito a que se reunan en grupos para estudiar, discutir, argumentar y dominar los ejercicios. Sin embargo ESPERO que cada UNO escriba sus soluciones por separado, mostrando su entendimiento propio mediante la explicación detallada de los métodos de resolución de cada problema.

“Seguid preguntando, nunca os canséis de preguntar, sin preocuparos demasiado de las respuestas. Vosotros sabéis que yo no pretendo enseñaros nada, y que sólo me aplico a sacudir la inercia de vuestras almas, a arar el barbecho empedernido de vuestro pensamiento, a sembrar inquietudes. “Preguntadlo todo, como hacen los niños. ¿Por qué esto? ¿Por qué lo otro? ¿Por qué lo de más allá?... Vosotros preguntad siempre, sin que os detenga ni siquiera el aparente absurdo de vuestras interrogaciones. Veréis que el absurdo es casi siempre una especialidad de las respuestas”
"Juan de Mairena", Antonio Machado (1936)

galaxia vista desde diferentes partes del espectro EM

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA

LECTURAS y Miniquizzes. TAREAS

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

Prácticas de Laboratorio

  1. Efecto fotoeléctrico
  2. Efecto temoiónico
  3. Relación carga-masa del electrón
  4. Difracción de electrones
  5. Medición de la velocidad de la luz

A fin de cumplir con el trabajo cada práctica de laboratorio deberán enviar su reporte de la práctica por equipo (formato). En lo mas detallado que sea posible, deberán describir en sus propias palabras los cinco elementos mayores (úselos como guías para las secciones de su reporte):

  1. Formalismo (La(s) ecuación(es) que están tratando de resolver o simular, las matemáticas, el sistema físico que están representando)
  2. Algoritmos (El algoritmo utilizado para su esquema experimental así como para el análisis de sus datos)
  3. Resultados (Los resultados editados; preferiblemente visualización: gráficas, tablas, etc.)
  4. Análisis crítico (Qué encontraron? Corresponde y en qué medida con lo que se esperaba? Qué han aprendido o no? están convencidos? cómo se podría hacer mejor?)

Calificaciones (03/01/18)

BUAP

The principle of science, the definition almost, is the following: The test of all knowledge is experiment. Experiment is the sole judge of scientific truth. But what is the source of knowledge? Where do the laws that are to be tested come from? Experiment, itself, helps to produce these laws, in the sense that it gives us hints. But also needed is imagination to create from these hints the great generalizations to guess at the wonderful, simple, but very strange patterns beneath them all. and then to experiment to check again whether we made the right guess.

Richard Feynman

Última revisión: 03/01/2019, javierh en {fcfm.buap.mx} , Puebla, Pue. México