F�sica para estudiantes de Ingenier�a y Ciencias II
Prontuarios
CODIFICACI�N DEL CURSO: FISI 3172
PRE-REQUISITO: MATE 3032, FISI 3171, FISI 3173
CR�DITOS: Cuatro (4)
DISTRIBUCI�N DEL CURSO: 4 horas por semana
DESCRIPCI�N DEL CURSO: Introducci�n a los conceptos y leyes fundamentales del Electromagnetismo y de la F�sica Moderna, Electrost�tica, campo magn�tico, circuitos AC y DC. Se estudian teoremas fundamentales del electromagnetismo, las Ecuaciones de Maxwell ser�n derivadas. Se introducen los principios de F�sica Moderna, cuantizaci�n de la luz y la materia, dualidad onda part�cula, Principio de Pauli. Conductividad el�ctrica en s�lidos, �tomos y n�cleos.
OBJETIVO GENERAL: Proveer a los estudiantes de Ingenier�a y Ciencias los conocimientos f�sicos b�sicos para entender los principios de la F�sica.
M�TODO DE ENSE�ANZA: Conferencias, discusiones y an�lisis de los problemas pertinentes al curso complementado con demostraciones de los principios b�sicos en la F�sica y materiales audiovisuales. Se utilizar� la tecnolog�a disponible en el sal�n de clases (SmartBoard, plataforma de BlackBoard, Power Point, etc.).
TEXTO: Serway, R.A. & Jewett, J.W.. Physics for Scientists and Engineers. 7th. ed. CA, USA. 2008
T�PICOS POR SEMANA:
Semana 1: CAMPOS ELECTRICOS
Propiedades de cargas el�ctricas, Cargando objetos mediante inducci�n, Ley de Coulomb, El campo el�ctrico, Campo el�ctrico asociado a una distribuci�n cont�nua de carga, L�neas de campo el�ctrico, Movimiento de una part�cula cargada en un campo el�ctrico uniforme
Semana 2: LEY DE GAUSS
Flujo el�ctrico, Ley de Gauss, Aplicaci�n de la Ley de Gauss a varias distribuciones de carga, Conductores en equilibrio electrost�tico
Semana 3: POTENCIAL EL�CTRICO
Potencial el�ctrico y diferencia en potencial, Diferencia en potencial en un campo el�ctrico uniforme, Potencial el�ctrico y energ�a potencial debido a cargas puntiforme, Obteniendo el valor del campo el�ctrico a partir de la energ�a potencial, Potencial el�ctrico asociado a distribuciones cont�nuas de carga, Potencial el�ctrico debido a un conductor cargado, Aplicaciones de electrost�tica
Semana 4: CAPACITANCIA Y DIELECTRICOS
Definici�n de capacitancia, C�mputos de capacitancia, Combinaci�n de capacitores, Energ�a almacenada en un capacitor cargado, Capacitores con diel�ctricos, Dipolo el�ctrico en un campo el�ctrico, Descripci�n at�mica de los diel�ctricos
Semana 5: CORRIENTE Y RESISTENCIA
Corriente el�ctrica, Resistores, Resistencia y temperatura, Resistividad, Superconductores, Potencia el�ctrica
Semana 6: CIRCUITOS DE CORRIENTE DIRECTA
Fuerza electromotriz, Resistores en serie y en paralelo, Reglas de Kirchhoff, Circuitos RC
Semana 7: CAMPOS MAGNETICOS
Campos magn�ticos y fuerzas, Movimiento de una part�cula cargada en un campo magn�tico uniforme, Aplicaciones que envuelven part�culas cargadas movi�ndose en un campo magn�tico uniforme, Fuerza magn�tica actuando sobre un conductor que carga una corriente, Torque sobre un lazo de corriente en un campo magn�tico uniforme, El efecto Hall
Semana 8: FUENTES DE CAMPOS MAGN�TICOS
La Ley de Biot y Savart, Fuerza magn�tica entre dos conductores paralelos, Ley de Ampere, Campo magn�tico de un solenoide, Ley de Gauss en Magnetismo, Magnetismo en la materia, El campo magn�tico terrestre
Semana 9: LA LEY DE FARADAY
Ley de Faraday de Inducci�n, FEM sobre un conductor en movimiento, Ley de Lenz, Fuerza electromotriz inducida y campos el�ctricos, Generadores y motores, Corrientes Eddy
Semana 10: INDUCTANCIA
Inductancia propia e inductancia, Circuitos RL, Energ�a en un campo magn�tico, Inductancia mutua, Oscilaciones en un circuito LC, El circuito RLC
Semana 11: CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA
Fuentes AC, Resistores en un circuito AC, Inductores en un circuito AC, Capacitores en un circuito AC, Circuito RLC en serie, Potencia en circuitos AC, Resonancia en circuitos RLC en serie, El transformador y la transmisi�n de potencia, Rectificadores y filtros
Semana 12: ONDAS ELECTROMAGN�TICAS
Corrientes de desplazamiento y la forma general de la Ley de Ampere, Ecuaciones de Maxwell y los descubrimientos de Hertz, Ondas electromagn�ticas, Energ�a cargada por las ondas electromagn�ticas, Momentum y presi�n de radiaci�n, Producci�n de ondas electromagn�ticas, El espectro de las ondas electromagn�ticas
Semana 13: LA NATURALEZA DE LA LUZ Y LAS LEYES DE OPTICA GEOMETRICA
La naturaleza de la luz, Medidas de la rapidez de la luz, La aproximaci�n con rayos en la Optica Geom�trica, La onda bajo reflexi�n, La onda bajo refracci�n, Principio de Huygens, Dispersi�n, Reflexi�n interna total
FORMACION DE IMAGENES
Im�genes formadas por espejos planos, Im�genes formadas por espejos esf�ricos, Im�genes formadas mediante refracci�n, Lentes finos, Aberraci�n en los lentes
Semana 14: INTERFERENCIA DE LAS ONDAS DE LUZ
Condiciones para interferencia, El experimento de Young de la Doble Abertura, Ondas de luz en interferencia, Distribuci�n de intensidades en el patr�n de interferencia de la Doble Abertura, Cambio de fase debido a reflexi�n, Interferencia en capas finas
PATRONES DE DIFRACCI�N Y POLARIZACI�N
Introducci�n a los patrones de difracci�n, Patrones de difracci�n de aberturas estrechas, Resoluci�n de una abertura y aberturas circulares, La red de difracci�n, Polarizaci�n de las ondas de luz
Semana 15: INTRODUCCION A LA FISICA CUANTICA
Hip�tesis cu�ntica de Planck, El efecto fotoel�ctrico, El efecto Compton, Producci�n de pares, Dualidad onda-part�cula, Principio de complementariedad, Naturaleza ondulatoria de la materia, Modelos tempranos del �tomo, Espectro at�mico, El modelo de Bohr, Hip�tesis de de Broglie
MEC�NICA CU�NTICA
Una nueva teor�a, La funci�n de onda y su interpretaci�n, El Principio de Incertidumbre de Heissenberg, Probabilidad vs determinismo, La ecuaci�n de Schrodinger, Part�culas libres, El pozo potencial
Semana 16: FISICA ATOMICA
Visi�n de los �tomos en la mec�nica cu�ntica, El �tomo de hidr�geno, Funciones de onda para el �tomo de hidr�geno, El Principio de Exclusi�n, La Tabla Peri�dica de los elementos, Espectro de Rayos X y el n�mero at�mico, Fluorescencia y fosforescencia, Lasers, Holograf�a
MOL�CULAS Y S�LIDOS
Enlace en las mol�culas, Diagramas de energ�a potencial molecular, Enlaces d�biles, Espectros moleculares, Enlace en los s�lidos, Teor�a de electrones libres en los metales, Teor�a de banda de los s�lidos, Semiconductores y dopaje, Diodos semiconductores, Transistores y circuitos integrados
ESTRATEGIAS DE EVALUACI�N:
4 parciales que se dividen en 4 ex�menes te�ricos para un 30% de la nota final
4 ex�menes de ejercicios para un 45% de la nota final
1 examen final para un 15% de la nota final.
asignaciones para un 5% de la nota final
nota de peliculas para un 5% de la nota final
SISTEMA DE CLASIFICACI�N: 100-89 A; 88-77 B; 76-65 C; 64-53 D; 52-0 F
REFERENCIAS:
Beiser, A. Applied Physics. 3rd. ed. Schaum's Outline Serie McGraw-Hill Book Co., N.Y.1995
Cadwell, L.H. Carchidi, M. Printed Test Bank to accompany PHYSICS FOR SCIENTISTS AND ENGINEERS 4th.ed. Raymond Serway. New York, Saunders College Publishers. 1996
Esteves Bret�n, G.A. y Esteves Forero, E. F�sica: Problemas selectos. McGraw-Hill, New York. 1999
Serway, R. Physics for Scientists and Engineers. 4th.ed.. New York; Saunders College Publishing. 1996
LIBROS RECOMENDADOS:
Dibner, B. OERSTED AND THE DISCOVERY OF ELECTROMAGNETISM. 537.09D544o
Tolstoy, I.JAMES CLERK MAXWELL: AN BIOGRAPHY. 530.092M465Zt
PEL�CULAS RECOMENDADAS:
Basic Electricity.
Elements of electricity.
Current and electromotive force.
The electron theory.
Serie: PHYSICS: Electricity: Conductors and Insulators, Charging by Induction, Charging and Discharging, Current Electricity, Potencial Difference, Resistance
Serie: PHYSICS IN ACTION: Electrostatics 1, Electrostatics 2, Commercial Generation and Transmission of Current
Serie: PHYSICS: Introductory Concepts in Physics: Electricity: Voltage, Resistance, Direct and Alternating Current, Creating Magnetic Force, Patterns of Electromagnetic Fields, The Generation of Current, Electromagnetic Induction
Serie: PHYSICS: Electromagnetism: Earth's Magnetic Field, Magnetism and Electron Flow, Domain Theory, The Motor Principle, Electromagnetic Induction, Life in the Field
Serie: PHYSICS: Introductory Concepts in Physics: Magnetism: Magnetic Fields
Serie: CONCEPTUAL PHYSICS: Alive! With Paul Hewitt, Magnetism and Electromagnetic Induction
Serie: Introductory Concepts in Physics: Light: Properties of light, Reflection of light, Refraction of light, Mirror and Image, Convex and Concave Lenses, Color, Polarized Light, Diffraction of Light, Double Aperture Interference
Serie: THE SCIENCE BAG: Whiter than White, Blacker than Black, and Greener thanGreen: The Perception of Color, Rainbows,Visible and Invisible, Red sunsets, Black Clouds, and the Blue Moon: Light Scattering in the Atmosphere
Laser Light
Serie: PHYSICS: Wave Particle Duality: The Particle Model, The Wave Model, The Electromagnetic Model, The Quantum Idea, Photons, Matter Waves
Serie: PHYSICS: Structure of theAtom: The Earliest Models, Smaller than the Smallest, The Rutherford Model, The Bohr Model, Spectra,The Wave Mechanical Model
NOTA:
TODO ESTUDIANTE CON NECESIDADES ESPECIALES Y QUE RECIBE SERVICIOS DE REHABILITACI�N VOCACIONAL DEBE PASAR POR LA OFICINA DEL PROFESOR DURANTE LA PRIMERA SEMANA DE CLASES PARA HACER LOS ARREGLOS PERTINENTES DE ACOMODO RAZONABLE.