UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA … de aprendizaje: FISICA MODERNA Periodo Académico: ... relatividad general de Einstein. ... problemas de forma grupal por parte de los

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)



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



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:



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,


Libro de texto: Física Moderna

-Discusión en clase. -Resolución de problemas de forma grupal por parte de los alumnos. -Presentación de tareas de ejercicios





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.





-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



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.





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,



-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.


-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.





-Video de la naturaleza atómica de la materia.

Semana 8:


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,



-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.


Semana 9:


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.



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.


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,



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.




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.


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.




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.


edición.

Pizarra, marcador,


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.


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.


edición.

Pizarra, marcador,


Discusión en clase. -Resolución de problemas de forma grupal por parte de los alumnos. -Presentación de tareas de ejercicios propuestos del libro de texto.




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



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



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.

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