Capítulo 1 Relatividad

 

 

Efecto lente gravitacional en un conglomerado de galaxias lejano

 

1.1.

Introducción

1.2.

La crisis de la Física Clásica

1.3.

La Relatividad en la Física Clásica

1.4.

Los principios de la Relatividad Restringida

1.5.

Transformaciones de Lorentz

1.6.

Transformación de la velocidad

1.7.

Simultaneidad, Coincidencia y Superposición

1.8.

Contracción de la longitud, dilatación del tiempo

1.9.

Representación gráfica de Minkowski

1.10.

Transformaciones de los campos electromagnéticos

1.11.

Dinámica relativista

 

°

Impacto tecnológico- Aceleradores de partículas

 

1.12.

Comentarios sobre la Teoría de la Relatividad Generalizada

 

1.13.

Resumen de las principales ideas que introduce la Teoría de la Relatividad

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Imagen de un enjambre neuronal tomada con un microscopio electrónico

1.14.

Problemas propuestos

1.15.

Lecturas sugeridas y referencias. Sitios de internet

Apéndice A1.1. La dinámica relativista en el espacio de Minkowski

 

Capítulo 2 Fenómenos Cuánticos

2.1.

Introducción

2.2.

Hipótesis básicas de la Mecánica Clásica

2.3.

Radiación térmica

2.4.

Efecto fotoeléctrico

2.5.

Rayos X

2.6.

Efecto Compton

2.7.

Producción y aniquilación de pares

°

Impacto tecnológico. Diagnóstico por imágenes

2.8.

Series espectrales del hidrógeno

2.9.

La onda de de Broglie y la difracción de electrones

2.10.

Resumen de resultados

2.11.

Problemas propuestos

2.12.

Lecturas sugeridas y referencias. Sitios de internet

 

 

 

Capítulo 3 Mecánica Cuántica Unidimensional

 

 

 

Superficie del silicio tomada con un microscopio de efecto túnel

3.1.

Introducción

3.2.

Principios de la Mecánica Cuántica

3.3.

Teoría simplificada de operadores

3.4.

Postulados de la Mecánica Cuántica. Ecuación de Schrödinger

3.5.

Un ejemplo en Mecánica Cuántica unidimensional:el Potencial escalón. Autoestados de energía

3.6.

Otro ejemplo: el Pozo de potencial infinito

3.7.

Principio de incertidumbre o de Heisenberg

3.8.

Pozo cuadrado de potencial

3.9.

Barrera de potencial

3.10.

Conclusiones

°

Impacto tecnológico. Microscopio por efecto túnel

3.11.

Problemas propuestos

3.12.

Lecturas sugeridas y referencias. Sitios de internet

 

 

 

Capítulo 4 Física atómica y molecular

 

Espectros visible de emisión del hidrógeno, helio, carbono, oxígeno y otros elementos

4.1.

Introducción

4.2.

El átomo de hidrógeno

4.3.

Efecto Zeeman

4.4.

Reglas de selección

4.5.

Otras evidencias experimentales no explicadas por la teoría de Shrödinger

4.6.

Generalización de la teoría de Schrödinger

4.7.

Aplicación a otros átomos

°

Impacto tecnológico. El reloj atómico

4.8.

La molécula

°

Impacto tecnológico. La computadora cuántica

4.9.

Conclusiones

4.10.

Problemas propuestos

4.11.

Lecturas sugeridas y referencias. Sitios de internet

 

 

 

Capítulo 5 Núcleo atómico

 

 

 

Núcleo de un reactor de investigación

5.1.

Introducción

5.2.

Estructura atómica

5.3.

Energía de enlace

5.4.

Radiactividad

°

Impacto tecnológico. Fechamiento por carbono 14, uranio y otros

5.5.

Reacciones nucleares. Fisión nuclear

5.6.

Energía de fisión

5.7.

El reactor nuclear de fisión

5.8.

Ciclo del combustible nuclear

5.9.

Aplicaciones de los radioisótopos y de las radiaciones nucleares

5.10.

Protección radiológica

5.11.

Problemas propuestos

5.12.

Lecturas recomendadas y referencias. Sitios de internet

 

 

 

Capítulo 6 Estado sólido

 

 

 

 

 

Cristal de cuarzo

6.1.

Introducción

6.2.

El estado cristalino

°

Impacto tecnológico. La revolución tecnológica del cuarzo

6.3.

Conducción eléctrica y Conducción térmica

6.4.

Teoría de bandas de energía

6.5.

Conclusiones

6.6.

Problemas propuestos

6.7.

Lecturas sugeridas y referencias. Sitios de internet

Apéndice A6.1. Mecánica estadística

Apéndice A6.2. Modelo de Krönig – Penney para un electrón en un potencial periódico

 

 

 

Capítulo 7 Física electrónica

 

 

 

 

Imagen de un microprocesador

7.1.

Introducción

7.2.

Semiconductores

7.3.

La juntura p – n

7.4.

La juntura metal – semiconductor

7.5.

El transistor bipolar

7.6.

Estructura metal – aislante – semiconductor

7.7.

Tiristores

7.8.

Aplicaciones de los semiconductores

°

Impacto tecnológico. Nuevos dispositivos de alta potencia

7.9.

El microprocesador

7.10.

Problemas propuestos

7.11.

Referencias y lecturas recomendadas. Sitios de internet

 

 

 

Capítulo 8 Láser

 

 

 

 

Láser sólido cortando una pieza de metal

8.1.

Introducción

8.2.

El modelo

8.3.

Emisión espontánea, absorción y emisión estimulada de radiación

8.4.

El modelo de Einstein para la ley de Planck

8.5.

La inversión de población

8.6.

La cavidad resonante

8.7.

Láseres sólidos

8.8.

Láseres gaseosos

8.9.

Láseres líquidos

8.10.

Diodos semiconductores láser

8.11.

Aplicaciones

°

Impacto tecnológico. Tendencias de la tecnología láser

Problemas propuestos

8.13.

Lecturas sugeridas y referencias. Sitios de internet

 

 

 

Capítulo 9 Fronteras de la Física

9.1.

Introducción

9.2.

La fusión nuclear controlada

Fusión nuclear - Imagen del plasma obtenido en un reactor Tokamak

9.2.1.

Factibilidad del reactor de fusión

9.2.2.

Disponibilidad y costos

9.2.3.

Las reacciones de fusión nuclear

9.2.4.

Condiciones para la fusión nuclear

9.2.5.

Los criterios de Lawson para la factibilidad del reactor de fusión

9.2.6.

Algunas otras características importantes de los plasmas

9.2.7.

Estructuras experimentales de reactores de fusión

9.2.8.

Avances hacia el reactor comercial de fusión

9.2.9.

Conclusiones

9.2.10.

Nota sobre fusión fría

9.2.11.

Lecturas sugeridas y referencias. Sitios de internet

9.3.

La superconductividad

9.3.1.

La física de la superconductividad

9.3.2.

Aplicaciones de los superconductores

Efecto de levitación magnética 

 

9.3.3.

La carrera por las altas temperaturas y los campos magnéticos intensos

9.3.4.

Conclusión

9.3.5.

Lecturas sugeridas y referencias. Sitios de internet

9.4.

La Física Astronómica (Astrofísica)

Estrella de neutrones en el centro de la Nebulosa del Cangrejo

9.4.1.

Variables astronómicas

9.4.2.

Recepción de información

9.4.3.

Caracterización de una estrella

9.4.4.

Evolución estelar

9.4.5.

Estrellas variables

9.4.6.

Supernovas

9.4.7.

Las estrellas de neutrones

9.4.8.

Efectos relativistas en astronomía. Agujeros negros

9.4.9.

Cosmología

°

Impacto tecnológico. El CCD (Charged coupled device)

9.4.10.

Conclusiones

 

9.4.11.

Lecturas sugeridas y referencias. Sitios de internet

 

9.5.

Caos

 

9.5.1.

Introducción

 

9.5.2.

La historia del caos

 

9.5.3.

Cómo se estudia el caos?

 

9.5.5.

Un experimento caótico de vibración

 

9.5.6.

Conclusiones

9.5.7.

Lecturas sugeridas y referencias. Sitios de internet

9.6.

Celdas combustibles

9.6.1.

Introducción

9.6.2.

Reseña histórica

9.6.3.

Concepto de celda combustible

9.6.4.

Tipos de celdas combustibles

9.6.5.

La celda PEM

9.6.6.

Aplicaciones de las celdas PEM

9.6.7.

Beneficios potenciales y desafíos

9.6.8.

Conclusiones

9.6.9.

Lecturas sugeridas y referencias. Sitios de internet

 

9.7.

Problemas propuestos

 

                                                        

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