UNIVERSIDAD DEL ZULIA FACULTAD EXPERIMENTAL DE CIENCIAS D.E.B.S. – COORDINACION ACADEMICA DE LA FEC DEPARTAMENTO DE FISICA UNIDAD ACADÉMICA FÍSICA CUÁNTICA
PROGRAMA DE: FISICA MODERNA II
IDENTIFICACION DE LA ASIGNATURA
CODIGO OPTICO: 940215___________________________________________________________ UBICACIÓN EN EL PLAN DE ESTUDIOS: Área curricular: ____, _X__, ____, ____, ____ o ____ FG FPB FPE AO AA PP Eje curricular: ___FÍSICA CUÁNTICA_______________________________ Ubicación en el plan de estudios: ________SEMESTRE VII_______ Carácter: Obligatoria
X
o Electiva
Prelación o Requisitos Asignatura: _FISICA MODERNA I______
Código: _940211________
Asignatura: ________________________
Código: _______________
Carga horaria: Horas por semana: T __4 HORAS _________ , P __2 HORAS_______ Horas por semestre: T __56 HORAS_________, P __ 28 HORAS______
PROGRAMA ELABORADO POR: Prof. Ramon J. Cova
PROGRAMA ADMINISTRADO POR: Departamento de Física
FECHA DE ELABORACION: marzo/2000
OBJETIVOS GENERALES DE LA ASIGNATURA
1. ESTABLECER EL LÍMITE DE LA APLICABILIDAD DE LA TEORIA CLASICA Y ESTABLECER LAS DEFICIENCIAS DE LA TEORIA CUANTICA ANTIGUA.
2. ANALIZAR Y COMPRENDER LA DUALIDAD ONDA-PARTICULA.
3. COMPRENDER LA INTERPRETACION DE BOHR DE LA FUNCION DE ONDA.
4. ESTABLECER LOS ANTECECENTES Y LOS FUNDAMENTOS DE LA MECANICA CUANTICA.
5. ENTENDER EL SIGNIFICADO FISICO DE LOS VALORES Y FUNCINES PROPIOS ASOCIADOS A UN OPERADOR, EN LA MECANICA CUANTICA.
PROGRAMA
TEMA 1.- PROPIEDADES CORPUSCULARES DE LAS ONDAS ELECTROMAGNETICAS. 1.1. EFECTO FOTOELECTRICO. 1.1.1. DECUBRIMIENTO DEL EFECTO FOTOELECTRICO 1.1.2. HECHOS EXPERIMENTALES 1.1.3. CONTRADICCIONES DE LAS LEYES DEL EFECTO FOTOELECTRICO, DESDE LA OPTICA DE LA FISICA CLASICA. 1.1.4. ECUACION DE EINSTEIN PARA EL EFECTO FOTOELECTRICO 1.1.5. EFECTO FOTOELECTRICO INTERNO Y NUCLEAR 1.1.6. MOMENTO DEL FOTON 1.1.7. EFECTO FOTOELECTRICO SELECTIVO. 1.2. EFECTO COMPTON 1.2.1. DISPERSION DE THOMSON. 1.2.2. EXPERIMENTOS DE BARKLA. 1.2.3. EXPERIMENTOS DE COMPTON 1.2.4. DISPERSION DE LA LUZ DESDE EL PUNTO DE VISTA CORPUSCULAR. 1.2.5. CALCULO DEL EFECTO COMPTON. 1.2.6. OBSERVACION DE ACTOS INDIVIDUALES DE COLISION 1.3. FLUCTUACION DE LA INTENSIDAD DEL FLUJO DE LUZ
1.3.1. FLUCTUACION DE LA INTENSIDAD DEL FLUJO DE LUZ. 1.3.2. EXPERIMENTOS DE VAVILOV. 1.3.3. FLUCTUACION DE LA INTENSIDAD EN ONDAS COHERENTES ENTRE SI 1.3.4. FLUCTUACION DE LA INTENSIDAD EN HACES POLARIZADOS. 1.4. POLARIZACION DE LOS FOTONES 1.4.1. POLARIZACION DE LA ONDAS ELECTROMAGNETICAS. 1.4.2. FENOMENO DE POLARIZACION EN CRISTALES MONO EJES. 1.4.3. CONCEPTO DE POLARIZACION PARA UN FOTON. 1.4.4. EL FOTON. 1.4.5. POLARIZACION DEL FOTON. 1.4.6. SUPERPOSICION DE ESTADOS. 1.5. INTERFERENCIA DE LOS FOTONES. 1.5.1. INTERFERENCIA DE LAS ONDAS ELECTROMAGNETICAS 1.5.2. INTERPRETACION CORPUSCULAR DE LOS EXPERIMENTOS 1.5.3. INTERPRETACION CORPUSCULAR DE LOS EXPERIMENTOS DE YOUNG 1.5.4. ESTADO ESTACIONARIO.
TEMA 2.- PROPIEDADES ONDULATORIAS DEL CORPUSCULO.
2.1 DIFRACCION DE LOS RAYOS X EN CRISTALES. 2.1.1 RADIACION DE ROENTGEN. 2.1.2 FORMULA DE BRAGG 2.1.3 METODO DE OBSERVACION DE LAS ONDAS DIFRACTADAS EN LOS CRISTALES 2.1.4 METODO DE LAUE. 2.1.5 METODO DE BRAGG. 2.1.6 METODO DE DEBYE. 2.1.7 CONSIDERACION DE LA REFRACCION DE LOS RAYOS X. 2.2 EFECTO RAMSAUER 2.2.1 CLASIFICACION DE LAS COLISIONES ENTRE LOS ELECTRONES Y LOS ATOMOS. 2.2.2 SECCION EFICAZ. 2.2.3 LONGITUD PROMEDIO DE LIBRE RECORRIDO 2.2.4 DETERMINACION EXPERIMENTAL DE LA SECCION EFICAZ DE LA COLISION ELASTICA ENTRE EL ELECTRON Y LAS MOLECULAS. 2.2.5 EFECTO RAMSAUER. 2.2.6 INTERPRETACION DEL EFECTO RAMSAUER. 2.3 ONDAS DE DE BROGLIE 2.3.1 ECUACION DE DE BROGLIE.
2.3.2 ONDAS PLANAS Y VELOCIDAD DE FASE. 2.3.3 PAQUETE DE ONDA Y VELOCIDAD DE ONDA. 2.3.4 INCONSISTENCIA DE LA HIPOTESIS DEL PAQUETE DE ONDAS. 2.4 CONFIRMACION EXPERIMENTAL DE LAS PROPIEDADES ONDULATORIAS DE LOS CORPUSCULOS. 2.4.1 LONGITUD DE ONDA DE DE BROGLIE. 2.4.2 EXPERIMENTO DE DAVISSON Y GERMER. 2.4.3 CONSIDERACION DE LA REFRACCION DE LAS ONDAS ASOCIADAS A LOS ELECTRONES. 2.4.4 EXPERIMENTO DE THOMSON. 2.4.5 EXPERIMENTO DE DIFRACCION DE ELCTRONES SIN EL USO DE CRISTALES. 2.4.6 EXPERIMENTOS CON NEUTRONES Y HACES DE MOLECULAS. 2.5 ECUACION DE ONDA PARA LA ONDA DE DE BROGLIE 2.5.1 ECUACION DE HELMHOLTZ PARA LA ONDA DE DE BROGLIE. 2.5.2 ECUACION DE SCHRODINGER.
TEMA 3.- ESTADOS ATOMICOS DISCRETOS.
3.1 RADIACION DE CUERPO NEGRO. 3.1.1 TEORIA CLASICA DE RADIACION DE CUERPO NEGRO. 3.1.2 CONCENTRACION DE LOS MODOS DE OSCILACION. 3.1.3 FORMULA DE RAYLEIGH-JEANS 3.1.4 FORMULA DE WIEN. 3.1.5 FORMULA DE PLANCK. 3.1.6 CONTRADICCIONES DE LA FORMULA DE PLANCK DESDE LA OPTICA DE LA FISICA CLASICA. 3.1.7 ESTADOS CUANTICOS DISCRETOS E INTRODUCCION DE LA CUANTIZACION DE LA ENERGIA. 3.1.8 TRANSICIONES CUANTICAS. 3.1.9 TRANSICIONES ESPONTANEAS Y FORZADAS. 3.1.10 COEFICIENTES DE EINSTEIN. 3.1.11 CONDICION DE EQUILIBRIO. 3.1.12 FORMULA DE PLANCK. 3.2 EXPERIMENTOS DE FRANCK-HERTZ. 3.2.1 EXPERIMENTOS DE FRANCK-HERTZ. 3.2.2 ESQUEMA DE LOS EXPERIMENTOS. 3.2.3 INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS DE LOS EXPERIMENTOS.
3.3 ESPECTROS ATOMICOS. 3.3.1 ESPECTROS DE EMISION. 3.3.2 LEYES EXPERIMENTALES DE LOS ESPECTROS DE LINEAS. 3.3.3 PRINCIPIO DE COMBINACION. 3.3.4 INCOMPATIBILIDAD DE LAS LEYES DE EMISION CON LA VISION CLASICA. 3.4 MODELO NUCLEAR DEL ATOMO. 3.4.1 DOS MODELOS DE LA ESTRUCTURA DEL ATOMO. 3.4.2 FORMULA DE RUTHERFORD. 3.4.3 EXPERIMENTOS DE RUTHERFORD. 3.4.4 CARGA DEL NUCLEO. 3.4.5 DISTRIBUCION DE CARGA EN EL ATOMO. 3.4.6 INSCONSISTENCIA DEL MODELO PLANETARIO DEL NUCLEO CON LA FISICA CLASICA. 3.4.7 POSTULADOS DE BOHR. 3.4.8 REGLAS DE CUANTIZACION. 3.4.9 GENERALIZACION DE LAS REGLAS DE CUANTIZACION A TRAVES DE LA ORBITAS ELIPTICAS. 3.4.10 SERIE ESPECTRAL DEL ATOMO DE HIDROGENO. 3.4.11 ENERGIA DE IONIZACION DEL ATOMO DE HIDROGENO. 3.4.12 ESPECTRO DEL ION DE HELIO. 3.4.13 CONSIDERACION DEL MOVIMIENTO DEL NUCLEO. 3.4.14 CORRIMIENTO DE LAS LINEAS ESPECTRALES DE LOS ISOTOPOS. 3.4.15 PUNTOS DEBILES DE LA TEORIA DE BOHR. 3.5 EXPERIMENTO DE STERN Y GERLACH. 3.5.1 MOMENTO MAGNETICO ORBITAL DEL ATOMO SEGÚN LA TEORIA CLASICA. 3.5.2 MOVIMIENTO DEL MOMENTO MAGNETICO EN UN CAMPO MAGNETICO. 3.5.3 EXPERIMENTO DE STERN Y GERLACH.
TEMA 4.- PRINCIPIOS DE LA MECANICA CUANTICA.
4.1 ECUACION DE SCHRODINGER. 4.1.1 ECUACION DE SCHRODINGER. 4.1.2 ESTADOS ESTACIONARIOS. 4.1.3 RESTRICCIONES MATEMATICAS SOBRE LA FUNCION DE ONDA. 4.1.4 CONDICION DE NORMALIZACION DE LA FUNCION DE ONDA. 4.1.5 FUNCIONES PROPIAS Y CALORES PROPIOS. 4.1.6 ORTOGONALIZACION DE LAS FUNCIONES PROPIAS.
4.1.7 CARÁCTER ESTADISTICO DE LA MECANICA CUANTICA. 4.1.8 ECUACION DE SCHRODINGER DEPENDIENTE DE TIEMPO. 4.1.9 DENSIDAD CARGA Y DENSIDAD DE FLUJO. 4.1.10 PRINCIPIO DE SUPERPOSICION DE ESTADOS. 4.2 PRINCIPIOS DE LA TEORIA DE LOS OPERADORES. 4.2.1 DESCRIPCION DE LAS MAGNITUDES FISICAS EN LA FISICA CLASICA. 4.2.2 DESCRIPCION DE LAS MAGNITUDES FISICAS EN LA MECANICA CUANTICA. 4.2.3 DEFINICION DE OPERADOR. 4.2.4 OPERADORES LINEALES. 4.2.5 SUMA Y PRODUCTO DE OPERADORES. 4.2.6 OPERADORES CONMUTADORES Y ANTICONMUTADORES. 4.2.7 VALORES PROPIOS Y FUNCIONES PROPIAS DE LOS OPERADORES LINEALES. 4.2.8 OPERADORES LINALES HEMITICOS. 4.2.9 ORTOGONALIZACION DE LAS FUNCIONES PROPIAS. 4.2.10 CONDICION DE HERMITIZACION DEL PRODUCTO DE DOS OPERADORES HERMITICOS. 4.2.11 NORMALIZACION DE LAS FUNCIONES PROPIAS. 4.2.12 VALORES PROPIOS DEGENERADOS. 4.2.13 ESPECTRO CONTINUO DE VALORES PROPIOS. 4.3 CAMBIO DE LAS VARIABLES DINAMICAS EN EL TIEMPO 4.3.1 DIFERENCIACION RESPECTO AL TIEMPO DE LOS OPERADORES, CORCHETES DE POISSON. 4.3.2 ECUACIONES CUANTICAS DE HAMILTON. 4.3.3 INTEGRALES DE MOVIMIENTO. 4.3.4 TEOREMA DE ERENFEST.
TEMA 5.- CASOS MAS SENCILLOS DEL MOVIMIENTO DE MICRO PARTICULAS.
5.1 MOVIMIENTO LIBRE DE LAS PARTICULAS. 5.1.1 FUNCIONES DE ONDA. 5.1.2 NORMALIZACION A LA LONGITUD DE LA PERIODICIDAD. 5.1.3 ESPECTROS CONTINUOS. 5.1.4 DENSIDAD DE CARGA Y DENSIDAD DE FLUJO. 5.2 LA PARTICULA EN POZO POTENCIAL UNIDIMENSINAL. 5.2.1 POZO DE PROFUNDIDAD INFINITA. 5.2.2 POZO UNIDIMENSIONAL DE PROFUNDIDAD INFINITA. 5.2.3 CASOS E>EP.