UNIVERSIDAD DEL VALLE FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS DEPARTAMENTO DE FÍSICA 1.
IDENTIFICACIÓN DE LA ASIGNATURA
1.1CURSO: 1.2CÓDIGO: 1.3PRERREQUISITOS: 1.4PLAN DE ESTUDIOS: 1.5CRÉDITOS: 1.6INTENSIDAD HORARIA: 1.7HABILITABLE: 1.8VALIDABLE:
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FÍSICA III 106020M Física II (106015M) Ingeniería Mecánica 3 4hras./semana SI SI
INTRODUCCIÓN
La física nos permite aprender acerca del mundo en que vivimos y contribuye a desentrañar los secretos de la naturaleza, presentando un planteamiento nuevo de análisis de los fenómenos naturales basado en un entendimiento profundo de la estructura de la materia y sus componentes. la aplicación de los principios de la física y otras ciencias a la investigación y al desarrollo técnico, así como a la práctica profesional, ha dado lugar a diferentes ramas de la ingeniería. Por lo tanto el ejercicio y la investigación de la ingeniería moderna son imposibles sin un sólido entendimiento de las ideas fundamentales de la física. Además, la física aporta técnicas que se pueden usar en casi cualquier área de investigación, pura o aplicada. Por tal motivo, todo programa de ciencias e ingeniería debe incluir en su pénsum un curso de física que subraye rigurosamente los fundamentos de la física, desde la mecánica, pasando por el electromagnetismo, las ondas hasta llegar a la física no-clásica. es decir, todo estudiante de ciencias e ingeniería requiere tener una visión de conjunto de las leyes y teorías físicas establecidas en los últimos doscientos años y que son los pilares del desarrollo científico y tecnológico actual. Para dar cabida a tan amplio espectro, el departamento de física de la universidad del valle divide sus cursos para ingenierías y ciencias en tres partes,cada una de duración semestral. A continuación se describe el programa del tercer curso de física (física III), en el cual se pretende colocar al estudiante en contacto con las ideas que han originado el mayor avance tecnológico experimentado por el hombre, en particular, con las ideas básicas de la mecánica cuántica, ideas que no pueden ser desconocidas por los profesionales de comienzos del Siglo XXI 3.
OBJETIVO
Al finalizar el curso el estudiante tendrá el conocimiento básico sobre fenómenos periódicos (oscilaciones y ondas) que se presentan en sistemas de diversa naturaleza física. así mismo, el estudiante obtendrá una idea general de los fundamentos de la física cuántica y sus aplicaciones más elementales.
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METODOLOGÍA
El curso consiste en clases magistrales (3 horas semanales), donde se exponen todos y cada uno de los temas del contenido del curso. en las sesiones de talleres (1 hora semanal) se resuelven ejemplos de aplicación de cada tema y se asignan, adicionalmente, ejercicios para realizar fuera de clase. 5.
CONTENIDO
5.1 Movimiento Oscilatorio Oscilaciones libres. oscilador armónico. ecuación de movimiento, péndulo, fuerza de retorno, energía. oscilaciones amortiguadas, oscilaciones forzadas: resonancia. 5.2 Movimiento Ondulatorio Concepto de onda: ecuación de movimiento; tipos de ondas; onda armónica, longitud de onda, velocidad de propagación, ondas en una cuerda tensa, ondas en el agua, energía y potencia de una onda. ondas sonoras: velocidad del sonido, intensidad y nivel de ruido, decibel, efecto doppler. ondas electromagnéticas: ecuaciones de maxwell y ecuación de onda, velocidad de propagación; características, vector de poynting; presión de radiación; preanización. propiedades de las ondas: superposición e interferencia, ondas estacionarias: cuerda vibrante, tubos sonoros. reflexión, transmisión - refracción: principio de huygens, leyes de snell; ley de brewster, reflexión total. interferencia de ondas, experimento de young; coherencia, interferencia n>2 fuentes puntuales.difracción. 5.3 Física Moderna Relatividad: velocidad de la luz. Transformaciones de lorentz: dilatación del tiempo, contracción de la longitud. Física cuántica I: efecto fotoeléctrico, efecto compton. Espectro característico de rayos x, principio de correspondencia. cuantización de la energía. Átomo de bohr. física cuántica II:hipótesis de de broglie - ondas de materia. Ecuación de schrödinger; barrera de potencia, pozo de potencial; efecto túnel; principio de incertidumbre. Propiedades de sólidos:conductividad eléctrica - niveles de energía - bandas de energía; semiconductores, junturas. 6. · · · · · · · ·
BIBLIOGRAFÍA Alonso m. Y finn e. J. Física, addison-wesley interamericana (1995). Eisberg r.m., lernerl.s.. Física. Fundamentos y aplicaciones. Mcgraw-hill (1983). Fishbane, gasiorowicz, thornton, física para ciencias e ingeniería, prentice-hall hispanoaméricana s.a. (1994) Resnick r., halliday d., krane k.s., física (vol. Ii), cía. Ed. Continental s.a., méxico(1996) Sears f.w., zemansky m.w., young h.d. Y freedman r.a., física universitaria (tomo ii) (novena edición). Addison wesley longman, méxico (1999). Serway r. Física, tomo ii. Editorial mcgraw-hill (1998) Serway raymond a. Physics for scientists & engineers, (third updated version) saunders golden series, philadelphia (1996) Tipler p. A. Física, reverté, barcelona (1994).
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