NOMBRE: Estructura de la Materia
CLAVE: B
CICLO: PRIMER SEMESTRE
PERFIL DEL DOCENTE: DOCTOR EN CIENCIAS (F�SICO/MATEM�TICAS)
HRS./SEM.: 4 (4 hrs. en el Aula)
Objetivo:
Que el estudiante adquiera la habilidad y capacidad suficiente para
resolver problemas b�sicos en mec�nica cu�ntica aplicada.
1. Introducci�n al �tomo y ondas de materia. Radiaci�n de cuerpo negro. Efecto fotoel�ctrico. Efecto Compton. Rayos X. Rayos Gamma. Modelo at�mico de Rutherford. Modelo at�mico de Bohr. Excitaciones at�micas. Ondas de materia y difracci�n de electrones. Dualidad onda part�cula. Principio de incertidumbre. Paquete de onda y velocidad de grupo.
2. Ecuaci�n de Schroedinger. Problema de valores propios. Potenciales Unidimensionales. Efecto T�nel. Part�cula en una caja en 3D. Oscilador Arm�nico. Ecuaci�n de Schroedinger en coordenadas esf�ricas. Fuerzas centrales. N�meros cu�nticos del Momento Angular. �tomos con un electr�n.
3. Esp�n e interacciones magn�ticas. M�todos aproximados: M�todo variacional, teor�a de perturbaciones. Experimento de Stern Gerlach. Propiedades del Sp�n del Electr�n. Efecto Zeeman. Resonancia Magn�tica. Adici�n de Momento Angular Orbital y Sp�n. Interacci�n Sp�n-Orbita. Estructura Hiperfina.
4. �tomos complejos. Modelo de Campo Central. Principio de Exclusi�n. Estado base de los �tomos y Tabla Peri�dica. Espectros de rayos X. El �tomo de He. �tomos de metales alcalinos.
5. Mol�culas. Enlace por tunelamiento cu�ntico. Enlace covalente. Enlace i�nico. Interacciones de van der Waals. Mol�culas poliat�micas. Espectroscopia rotacional. Espectroscopia vibracional.
6. El estado s�lido. Estructura de los s�lidos. Difracci�n e Bragg. Teor�a del gas de electrones libres. Bandas de energ�a en s�lidos. Teor�a de Bandas en metales, aislantes y semiconductores. Semiconductores y dispositivos semiconductores. Magnetismo en s�lidos.
7. Superfluidos y superconductores (Tema Optativo). Caracterizaci�n experimental de superfluidos y superconductores. Superfluidez y Band Gap. Condensaci�n de Bose-Einstein. Pares de Cooper y la Teor�a BCS.
8. El n�cleo at�mico (Tema Optativo). Estructura del n�cleo. Modelo de gas de Fermi del n�cleo. Interacciones nucle�n-nucle�n. Interacci�n nuclear d�bil. Radioactividad. Decaimientos gamma, beta y alfa. Introducci�n a reacciones nucleares. Fisi�n nuclear. Fusi�n nuclear y energ�a termonuclear.
9. Part�culas elementales (Tema Optativo). Introducci�n a las part�culas elementales. Part�culas y campos. Mesones y Fuerza nuclear. Mesones y Piones. Neutrinos. Interacci�n d�bil. Resonancia de mesones y bariones. Quarks. La interacci�n d�bil y electromagn�tica de quarks. Interacci�n electro-d�bil. Color e interacciones fuertes. Unificaci�n universal.
Bibliograf�a:
[1] John J. Brehm and William J.
Mullin, Introduction to the structure of
matter: A course in modern physics, John Wiley & Sons Inc., 1989.
[2] R. Stephen Berry, Stuart A. Rice and
John Ross, The structure of matter: An
introduction to quantum mechanics, Oxford University Press, 2002.
[3] Francis Owen Rice and Edward Teller, The structure of Matter, Literary
Licensing, 2011
[4] David J. Griffiths, Introduction to Quantum Mechanics, Prentice Hall, 1994.
[5] Claude Cohen-Tadnuji, Bernard Diu and
Frank Laloe, Quantum Mechanics, Vols. I y II, Wiley, 1973.
T�cnicas
de ense�anza sugeridas
Exposici�n
oral |
( |
X |
) |
Exposici�n
audiovisual |
( |
X |
) |
Ejercicios
dentro de clase |
( |
X |
) |
Seminarios |
( |
X |
) |
Lecturas
obligatorias |
( |
X |
) |
Trabajos
de investigaci�n |
( |
X |
) |
Pr�cticas
en taller o laboratorio |
( |
|
) |
Pr�cticas
de campo |
( |
|
) |
Otras:
|
( |
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) |
Elementos
de evaluaci�n sugeridos
Ex�menes
parciales |
( |
X |
) |
Ex�menes
finales |
( |
X |
) |
Trabajos
y tareas fuera del aula |
( |
X |
) |
Participaci�n
en clase |
( |
|
) |
Asistencia
a pr�cticas |
( |
|
) |
Otras: |
( |
|
) |
Metodolog�a: Habr� exposiciones por parte del
profesor utilizando tanto el pizarr�n como acetatos, diapositivas, ca��n o
videos. Tambi�n los alumnos participar�n en la exposici�n de temas que el
profesor considere pertinentes. En todo caso se promover� la discusi�n y participaci�n
de los estudiantes.
Lecturas obligatorias que se recomiendan:
Evaluaci�n:
Se evaluar� con un porcentaje de
ponderaci�n del 40% de los ex�menes parciales, el 10% de un examen final, el 30%
de los trabajos y tareas, el 10% de la participaci�n en clase, y el 10% del
reporte de las lecturas obligatorias. Todos estos elementos deber�n
retroalimentar la pr�ctica docente para mejorar la eficiencia y disminuir la
reprobaci�n.