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Fs-200 Física General II UNAH
Escuela de Física UNAH
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA HONDURAS UNAH
Facultad: Ciencias Escuela: Física Departamento: Altas Energías
PLANIFICACIÓN DIDÁCTICA
Datos generales del curso
Nombre de la Asignatura o
espacio de aprendizaje:
FISICA MODERNA Periodo Académico: Segundo del 2017
Código: FS-371 Nombre del Docente: RAMON CHAVEZ
Requisitos: MECANICA I Horario de Tutoría: 6:00 a 7:00 PM
U.V. 4 Horario de Consulta: 6:00 a 7:00 PM
Sección: 1700 Oficina: 4 / PRIMER PISO(E1)
Fs-200 Física General II UNAH
Escuela de Física UNAH
PRESENTACIÓN DE LA ASIGNATURA:
Este curso se les ofrece a los estudiantes de las carreras de Física y Astronomía, que estudia las manifestaciones que se producen en los átomos, los comportamientos de las partículas que forman la materia y las fuerzas que las rigen. Se conoce, generalmente, por estudiar los fenómenos que se producen a la velocidad de la luz o valores cercanos a ella, o cuyas escalas espaciales son del orden del tamaño de átomos o inferiores. Además, esta asignatura va acompañado de un laboratorio donde se realizan experiencias con los tópicos mencionados. Los temas anteriormente tratados de la física clásica no servían para resolver los problemas presentados, ya que estos se basan en certezas y la física moderna en probabilidades, lo que forma parte de los conocimientos básicos que le permiten al estudiante desarrollar una intuición Física y ordenar el pensamiento lógico con situaciones en las que se manifiesten diversos fenómenos físicos. Contenido del Curso:
RELATIVIDAD I RELATIVIDAD II TEORIA CUÁNTICA DE LA LUZ NATURALEZA CORPUSCULAR DE LA LUZ ONDAS DE MATERIA MECÁNICA CUÁNTICA EN UNA DIMENSIÓN MECÁNICA CUENTICA EN TRES DIMENSIONES ESTRUCTURA ATÓMICA
Metodologías Enseñanza-Aprendizaje. El curso sigue una metodología de aprendizaje interactivo centrado en el estudiante, en el cual el maestro es un facilitador del aprendizaje y el alumno es responsable por su propio avance a lo largo del curso. Se utilizará una evaluación con exámenes unificados, haciendo uso de los siguientes recursos: a. Clases Magistrales interactivas b. Lecturas Asignadas (resúmenes) c. Exposición Grupal
d. Trabajos grupales e. Trabajos individuales
Fs-200 Física General II UNAH
Escuela de Física UNAH
f. Participación de los alumnos desarrollando ejercicios en el pizarrón. g. Ejercicios Asignados (texto y referencias) h. Dinámicas (Casos, dramatizaciones)
i. Investigaciones j. Presentación escrita de tareas k. Sesiones de repaso l. Laboratorios reales y virtuales
PLANIFICACIÓN DIDACTICA BASADA EN OBJETIVOS
Asignatura: FS 371 FISICA MODERNA Texto Básico: FÍSICA MODERNA
Autor y Edición: RAYMOND SERWAY, 3era. EDICION
Calendarización por
semana
Objetivos Contenidos Metodologías y Estrategias de
Aprendizaje
Recursos y Medios
Didácticos
Actividades y Criterios de Evaluación
Bibliografía complementa
ria
UNIDAD I: RELATIVIDAD I, RELATIVIDAD II, TEÓRIA CUÁNTICA DE LA LUZ
Semana 1:
Del 22 al 26 de mayo.
1. Describir los sistemas de referencias inerciales.
2. Comprender los principios de relatividad.
3. Manejar el experimento de Michelson y Morley.
4. Comprender los postulados de la relatividad.
CAPÍTULO 1: RELAVIDAD I
1.1 Relatividad Especial
1.2 Principios de Relatividad 1.3 Experimento de Michelson y
Morley 1.4 Postulados de la relatividad
especial.
-Clase magistral . - Video referente al
experimento de Michelson y Morley.
-Resolución de problemas de las transformaciones de galileo.
Pizarra, marcador,
Computadora, Data Show.
Libro de texto: Física Moderna de Serway, 3ra edición.
-Discusión en clase. -Resolución de problemas de forma grupal por parte de los alumnos. -Presentación de tareas de ejercicios propuestos del libro de texto y referencia.
Libro de referencia: Física Moderna (Segunda Edición) Kenneth S. Krane
Semana 2:
-Clase magistral.
Pizarra, marcador.
-Discusión en clase.
Libro de referencia:
Fs-200 Física General II UNAH
Escuela de Física UNAH
Del 29 de mayo al 2 de
junio.
1. Aplicar los postulados de la relatividad.
2. Analizar la dilatación del tiempo.
3. Comprender la contracción del espacio.
4. Analizar las consecuencias de los postulados de relatividad vía transformaciones de Lorentz.
5. Comprender espacio, tiempo y causalidad.
1.5 Consecuencias de la relatividad
1.6 Transformaciones de
Lorentez. 1.7 Espacio, tiempo y
causalidad.
Expositiva y de discusión. -Ejemplos para entender las consecuencias de la relatividad. -Resolución de problemas que comprendan dilatación del tiempo. -Resolución de problemas que comprendan la contracción del espacio. -Resolución de problemas que comprendan las transformaciones de Lorentez.
Libro de texto: Física Moderna de Serway, 3ra
edición.
-Resolución de problemas de forma grupal por parte de los alumnos. -Presentación de tareas de ejercicios propuestos del libro de texto y referencia.
Física Moderna (Segunda Edición) Kenneth S. Krane
Semana 3: Del 5 al 9 de junio.
1. Entender la forma relativista de la cantidad de movimiento.
2. Comprender la aceleración relativista
CAPÍTULO 2: RELATIVIDAD II
2.1 Cantidad de movimiento relativista y forma relativista de las leyes de Newton.
2.2 Energía relativista.
-Clase magistral. Expositiva y de discusión. -Resolución de problemas que intervenga la cantidad de
Pizarra, marcador,
Computadora, Data Show.
Libro de texto: Física Moderna
-Discusión en clase. -Resolución de problemas de forma grupal por parte de los alumnos. -Presentación de tareas de ejercicios
Libro de referencia:
Física Moderna (Segunda Edición) Kenneth S. Krane
Fs-200 Física General II UNAH
Escuela de Física UNAH
bajo una fuerza constante.
3. Comprender la energía cinética relativista.
4. Comprender y/o analizar la relación de la masa con la energía.
5.
2.3 La masa como una medida de la energía.
movimiento relativista. - Manejar en
problemas que intervengan energía en reposo, energía cinética y energía total para partículas que se mueven a velocidades relativistas.
- Resolver problemas
que involucren defecto de masa para diferentes elementos radiactivos. -Simulaciones o applets para ilustrar la relación masa -energía.
de Serway, 3ra edición
propuestos del libro de texto y referencia. -Resolución de Guía de estudio referente a la relatividad I
Semana 4: Del 12 al 16 de junio
1. Analizar las colisiones de partículas que se mueven a velocidades relativistas.
2. Comprender los conceptos fundaméntales de la teoría de la relatividad general de Einstein.
Continuación de la 2.3. (La masa como una medida de la energía) 2.4 Conservación de la cantidad de movimiento y la energía relativista. 2.5 Relatividad General
-Clase magistral. Expositiva y de discusión. - Resolver problemas
que involucren
colisiones de partículas que se mueven a velocidades relativistas. - Presentación de Power Point sobre teoría de la relatividad general de Einstein.
Pizarra,
marcador, Computadora,
Data Show.
Libro de texto: Física Moderna de Serway, 3ra edición
-Discusión en clase. -Resolución de problemas de forma grupal por parte de los alumnos. -Presentación de tareas de ejercicios propuestos del libro de texto.
Libro de referencia:
Física Moderna (Segunda Edición) Kenneth S. Krane
Fs-200 Física General II UNAH
Escuela de Física UNAH
-Video sobre la teoría de la relatividad general de Einstein.
Semana 5: Del 19 al 23 de junio.
1. Analizar la luz como
una onda.
2. Comprender la radiación de cuerpo negro.
3. Conocer el cuanto
de energía.
CAP. 3: TEÓRIA CUÁNTICA DE LA LUZ 3.1 Experimento de Hertz: La luz como una onda electromagnética. 3.2 Radiación de Cuerpo Negro. 3.3 Ley de Rayleigh-Jeans y ley de Planck. Repaso
-Clase magistral. Expositiva y de discusión. -Presentación de Power Point sobre experimento de Hertz. -Resolución de problemas con la
radiación de cuerpo negro. -Reproducir un video sobre la radiación de cuerpo negro.
Pizarra,
marcador, Computadora,
Data Show.
Libro de texto: Física Moderna de Serway, 3ra edición
-Discusión en clase. -Resolución de problemas de forma grupal por parte de los alumnos. -Presentación de tareas de ejercicios propuestos del libro de texto. -Aplicación de prueba parcial. -Resolución de Guía de estudio referente a la relatividad II
Libro de referencia:
Física Moderna (Segunda Edición) Kenneth S. Krane
EXAMEN DE LA UNIDAD I (LUNES 26 DE JUNIO)
UNIDAD II: TEÓRIA CUÁNTICA DE LA LUZ, NATURALEZA CORPÚSCULAR DE LA LUZ Y ONDAS DE MATERIA
Semana 6:
1. Definir el Cómo la
explicación del fotón de la luz por parte de Einstein expresa el efecto fotoeléctrico.
Examen de la Primera unidad.
3.4 Cuantización de la luz y efecto Foto eléctrico.
-Clases magistrales. Expositivas y de discusión.
-Discusión en clase. -Resolución de problemas de forma grupal por parte de los alumnos.
Libro de referencia:
Física Moderna (Segunda Edición) Kenneth S. Krane
Fs-200 Física General II UNAH
Escuela de Física UNAH
Del 26 de junio al 30 de
junio.
2. Conocer la frecuencia de corte de los materiales.
3. Diferenciar el efecto
fotoeléctrico para los diferentes materiales.
4. Definir los rayos x.
5. Comprender a
dispersión de los rayos x a través de la ley Brag.
3.5 Efecto Compton y Rayos x
-Presentación Power Point el efecto foto eléctrico. -Resolución de problemas aplicando los conceptos de efecto fotoeléctrico. Resolución de problemas aplicando la ley de Brag.
Pizarra, marcador,
Computadora, Data Show.
Libro de texto: Física Moderna de Serway, 3ra edición.
-Presentación de tareas de ejercicios propuestos del libro de texto.
Semana 7:
Del 03 al 07 de julio.
1. Comprender el
efecto Compton.
2. Analizar la dualidad de la luz.
3. Estudiar la masa
efectiva del fotón.
4. Analizar la naturaleza atómica de la materia.
3.6 Efecto Compton y Rayos x 3.7 Complementariedad
Corpúsculo-onda.
3.8 La gravedad afecta a la luz.
CAP.4: NATURALEZA CORPUSCULAR DE LA LUZ. 4.1 Naturaleza Atómica de la Materia.
-Clases magistrales. Expositivas y de discusión. -Resolución de problemas referentes al efecto Compton. -Presentación sobre la complementariedad corpúsculo-onda. - Exposición sobre como la gravedad afecta a la luz.
Pizarra, marcador, Computadora, Data Show.
Libro de texto: Física Moderna de Serway, 3ra edición.
-Discusión en clase. -Resolución de problemas de forma grupal por parte de los alumnos. -Presentación de tareas de ejercicios propuestos del libro de texto. -Resolución de Guía de estudio referente a a Teoría cuántica de la Luz.
Libro de referencia:
Física Moderna (Segunda Edición) Kenneth S. Krane
Fs-200 Física General II UNAH
Escuela de Física UNAH
-Video de la naturaleza atómica de la materia.
Semana 8:
Del 10 al 14 de julio.
1. Analizar el
experimento de Milikan .
2. Estudiar el modelo del átomo de Rutherford.
3. Comprender las series espectrales de diferentes gases.
4. Describir el proceso
adiabático para un gas ideal.
5. Estudiar el modelo
cuántico del átomo de Bohr.
6. Comprender la
Cuantización del momento angular.
7. Conocer el experimento Franck-Hertz
4.2 Composición de los átomos.
4.3 El Átomo de Bohr
4.4 Principio de correspondencia de Bohr. ¿Por qué de la Cuantización del momento angular?
4.5 Confirmación directa de los
niveles de energía atómicos. Experimento Franck-Hertz
--Clases magistrales. Expositivas y de discusión. -Presentación sobre el experimento de Milikan. - Exposición sobre
el átomo de Rutherford.
- Presentación
sobre las series espectrales de diferentes gases.
- Resolución de
Problemas aplicado el modelo cuántico del átomo de Bohr.
Pizarra, marcador,
Computadora, Data Show.
Libro de texto: Física Moderna de Serway, 3ra edición.
-Discusión en clase. -Presentación de tareas de ejercicios propuestos del libro de texto. -Resolución de problemas de forma grupal por parte de los estudiantes. - Resolución de
problemas, propuestos del libro texto.
Libro de referencia: Física Moderna (Segunda Edición) Kenneth S. Krane
Semana 9:
Del 17 al 21 de julio.
1. Analizar las ondas de materia de De Broglie.
CAP. 5 ONDAS DE MATERIA
5.1 Ondas Piloto de
De Broglie.
-Clases magistrales. Expositivas y de discusión.
-Discusión en clase.
Fs-200 Física General II UNAH
Escuela de Física UNAH
2. Conocer el
experimento de Davisson-Germer.
3. Analizar el Principio
de Incertidumbre de Heisenberg.
4. Establecer la
Dualidad de Onda -partícula.
5.2 Experimento de Davisson-Germer.
5.3 Grupos de ondas y dispersión.
5.5 Principio de Incertidumbre de Heisenberg.
5.6 Dualidad de onda-
partícula.
Repaso.
- Resolución de problemas para las ondas de materia de De Broglie. - Reproducir Video sobre el experimento Davisson-Germer. -Resolución de problemas referente al principio de incertidumbre de Heisenberg. -Reproducir un video que contenga la explicación de la dualidad de onda partícula.
-Resolución de problemas de forma grupal por parte de los alumnos. -Presentación de tareas de ejercicios propuestos del libro de texto. -Resolución de Guía de estudio referente a a naturaleza corpuscular de la luz.
Libro de referencia: Física Moderna (Segunda Edición) Kenneth S. Krane
EXAMEN DE LA UNIDAD II: LUNES 24 DE JULIO DEL 2017.
UNIDAD III: MECÁNICA CUÁNTICA EN UNA Y DOS DIMENSIONES, Y ESTRUCTURA ATOMICA
Semana 10:
Del 24 al 28 de Julio.
1. Definir la función de densidad de probabilidad.
2. Comprender la normalización de una función de onda.
3. Analizar la función
de onda para una
LUNES 24 DE JULIO EXAMEN DE LA UNIDAD II CAP. 6. MECANICA CUANTICA EN UNA DIMENSION. 6.1 Interpretación de Born. 6.2 Función de onda para una partícula libre.
-Clases magistrales. Expositivas y de discusión. -Resolución de problemas que intervengan funciones de densidad de probabilidad.
Pizarra, marcador,
Computadora, Data Show.
Libro de texto: Física Moderna de Serway, 3ra
edición.
-Discusión en clase. -Resolución de problemas de forma grupal por parte de los alumnos. -Presentación de tareas de ejercicios propuestos del libro de texto.
Libro de referencia: Física Moderna (Segunda Edición) Kenneth S. Krane
Fs-200 Física General II UNAH
Escuela de Física UNAH
partícula que no experimenta fuerza.
- Resolución de problemas que contenga normalización de funciones de ondas.
-Entrega de guía de problemas de estudio referente a ondas pilotos de materia.
Semana 11:
Del 31 de julio al 04 de
agosto.
1. Diferenciar entre las funciones de ondas para partículas libres y en presencia de fuerzas.
2. Comprender la
ecuación diferencial de Schrödinger para partículas con o sin presencia de fuerzas.
3. Analizar los estados estacionarios para una partícula en una caja.
4. Analizar los estados estacionarios para una partícula en una caja.
5. Conocer la
profundidad de penetración de una partícula en un pozo finito.
6. Analizar los
diferentes niveles
6.3 Funciones de ondas en presencia de fuerzas. 6.4 Partícula en una Caja.
6.5 Pozo cuadrado finito.
Clases magistrales. Expositivas y de discusión. Exposición sobre la solución de la ecuación diferencial de Schrödinger para partículas en presencia de fuerzas. -Resolver problemas que involucren ondas estacionarias en
una caja.
Libro de texto: Física Moderna de Serway, 3ra
edición.
Pizarra, marcador,
Computadora, Data Show
-Discusión en clase. -Resolución de problemas de forma grupal por parte de los alumnos. -Presentación de tareas de ejercicios propuestos del libro de texto. -Exposiciones por parte de los estudiantes.
Libro de referencia: Física Moderna (Segunda Edición) Kenneth S. Krane
Fs-200 Física General II UNAH
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de energía en un pozo cuadro finito
Semana 12:
Del 7 al 11 de agosto.
1. Establecer los diferentes niveles de energía en el oscilador cuántico.
2. Comprender lo que
es el valor esperado. 3. Diferenciar los
valores esperados de varias cantidades físicas.
4. Establecer la
ecuación de Schrödinger en tres dimensiones.
5. Analizar los niveles
de energía para una caja en tres dimensiones.
6.6 Oscilador Cuántico
6.7 Valores esperados CAP.8 MECANICA CUANTICO EN TRES DIMENSIONES 8.1 Partícula en una caja tridimensional.
Clases magistrales. Expositivas y de discusión. -Resolver problemas que involucren los niveles de energía para partículas en pozo finito.
- Resolver problemas que involucren los niveles de energía para un potencial de oscilador cuántico. - Desarrollo de diferentes problemas para referentes a valores esperados.
Libro de texto: Física Moderna de Serway, 3ra
edición.
Pizarra, marcador,
Computadora, Data Show
Discusión en clase. -Resolución de problemas de forma grupal por parte de los alumnos. -Presentación de tareas de ejercicios propuestos del libro de texto. -Exposiciones por parte de los estudiantes.
Libro de referencia: Física Moderna (Segunda Edición) Kenneth S. Krane
Semana 13:
Del 14 al 18 de agosto.
1. Definir el momento angular de una partícula en órbita.
2. Comprender el
principio de incertidumbre para el momento angular.
8.2 El momento angular. 8.3 Cuantización del Espacio 8.4 Cuantización del momento angular y la energía.
Clases magistrales. Expositivas y de discusión. -Resolver problemas que involucren momentos angulares.
Libro de texto: Física Moderna de Serway, 3ra
edición.
Pizarra, marcador,
Computadora, Data Show
Discusión en clase. -Resolución de problemas de forma grupal por parte de los alumnos. -Presentación de tareas de ejercicios propuestos del libro de texto.
Libro de referencia: Física Moderna (Segunda Edición) Kenneth S. Krane
Fs-200 Física General II UNAH
Escuela de Física UNAH
3. Analizar la separación de variables para la función de onda en estado separables.
4. Analizar la cuantización del momento angular en su componente z.
-resolver problemas en que involucren la cuantización del espacio para un electrón atómico.
EXAMEN DE LA UNIDAD III: LUNES 21 DE AGOSTO
EXAMEN DE REPOSICION: JUEVES 24 DE AGOSTO
FECHA DE REGISTRO DE CALIFICACIONES: 28, 29 Y 30 DE AGOSTO.
PRÁCTICAS DE LABORATORIO:
N° Practicas de Laboratorio Modalidad
1 Espectroscopia Real
2 Efecto Fotoeléctrico Real
Fs-200 Física General II UNAH
Escuela de Física UNAH
Evaluación:
Evaluación Porcentaje
Exámenes
I Unidad: lunes 26 de junio del 2017
70 II Unidad: lunes 24 de julio del 2017
III Unidad: lunes 21 de agosto del 2017
Reposición: jueves 24 de agosto del 2017
Pruebas I Unidad:
10 II Unidad:
III Unidad:
Laboratorio Espectroscopia:
10 Efecto Fotoeléctrico:
Dispersión:
Acumulativo
Tareas en casa
10 Trabajos en clase
Tareas de investigación
Exposiciones
Total 100%
3 Dispersión Real
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Escuela de Física UNAH
Políticas del curso:
• Se realizará una reposición posterior al tercer parcial y el estudiante tiene derecho a reponer la calificación más
baja que obtuvo en los tres exámenes parciales.
• El contenido del examen de reposición es exactamente el del parcial a reponer.
• Los exámenes parciales se ejecutarán en el salón de clase.
• Durante la ejecución de los exámenes, se le pedirá al estudiante que presente una identificación con fotografía
(carnet estudiantil o identificación especial extendida por la Escuela de Física)
• El estudiante aprobara la asignatura con una calificación mayor o igual a 65%.
• El profesor asignará tareas por capítulo.
• Las pruebas no se reponen por ninguna circunstancia. (al menos que muestre algún documento que muestre
alguna incapacidad médica.)
• El alumno debe saber que es prohibido copiar de sus compañeros durante el examen parcial o pruebas, la
consecuencia a tales actos será un “0%”.
• El alumno debe estar consciente que, a la hora de plasmar su firma de revisión y aceptación de la calificación
de exámenes y pruebas, está, posteriormente ya no podrá ser modificada. Por lo que se le recomienda que
a la hora de la revisión de sus exámenes parciales y pruebas deben hacerse con toda la seriedad que lo
amerita, haciendo una revisión total y de forma minuciosa.
• Tanto las tareas, pruebas como exámenes están sujetos a defensa, para comprobar la originalidad de los
mismos, cuando el profesor lo considere oportuno.
• Se dará revisión de cada evaluación parcial según normas académicas de aplicado el examen.