INTRO FISICA MODERNA FULL.pdf - Cosmofisica

vPREFACIOSe presentan los apuntes generales de la materia que conforman el programa del curso deFísica General III que se dictan en las carreras de ingeniería de la Escuela PolitécnicaNacional.El estudiante encontrará múltiples dificultades en el entendimiento del folleto si se lopretende utilizar como libro texto del curso. Esto se debe a su origen, puesto que son soloapuntes de clase. Este folleto de ninguna manera reemplaza el libro (o los libros) texto delcurso, sino más bien quiere ser una ayuda, a disposición del estudiante, para un repasorápido de la materia vista durante todo el semestre. Además éste añade una serie dedemostraciones y desarrollos, solo con el objetivo se satisfacer la curiosidad de algunosestudiantes que desean conocer “de donde sale tal o cual resultado”. Este folleto estacomplementado, en algunos capítulos, con ejemplos resueltos y una serie de ejerciciospropuestos.El folleto trata en su primer capitulo de un corto repaso de los conceptos básicos de ondas yde la relatividad especial. Se discuten la relatividad newtoniana y sus limitaciones paraterminar con la relatividad de Einstein y la modificación necesaria de la dinámica.En el segundo capítulo se describen rápidamente los experimentos cuánticos que mostraronque las ondas electromagnéticas se comportaban como partículas. Se describe el problemadel cuerpo negro, efecto foto-eléctrico, efecto Compton y producción y aniquilación de pares.Se plantea la hipótesis de de Broglie, el principio de complementariedad y el principio deincertidumbre de Heisenberg.En el tercer capitulo se estudia los conceptos básicos de la mecánica cuántica no relativistaen la formulación debida a Schrödinger, se dan los principales postulados, su interpretaciónestadística, se desarrollan problemas básicos, las propiedades de la función de onda. Suaplicación a átomos con un electrón (previa introducción histórica), su generalización aátomos múlti-electrónicos. Se hace una pequeña discusión a los enlaces iónicos ycovalentes, una pequeña aproximación a los orbitales moleculares y las bandas de energíavibracional y rotacional.Por último se desarrolla una serie de aplicaciones básicas que consiste en el tratamiento deun gas de electrones libres que modela a los metales, con el objetivo de describir laspropiedades termo-eléctricas de los mismos. Se desarrolla en forma básica, electrones enpotenciales periódicos con el resultado fundamental de la generación de bandas de nivelesde energía prohibidas lo que define las características eléctricas de los materiales. Sediscute sobre los semiconductores intrínsecos y extrínsecos para terminar en la juntura n-p ylos transistores.En el último capitulo se hace una pequeña introducción a la física nuclear, poniendo énfasisen el decaimiento radiactivo; y a la física de partículas, describiendo el modelo estándar,modelo que describe nuestra actual cosmo-visión de los ladrillos fundamentales de lanaturaleza.El folleto debe tener un sin número de errores que involuntariamente han sido pasados poralto por el autor. Cualquier comentario, observación y corrección al folleto, por favor hacerlallegar al autor directamente, a la dirección electrónica:eayala@epn.edu.ecAtentamenteDr. Edy Ayala A.Departamento de FísicaEscuela Politécnica Nacional