UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA HONDURAS UNAH PLANIFICACIÓN DIDÁCTICA

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1 Facultad: Ciencias Escuela: Física Departamento: Altas Energías UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA HONDURAS 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)

2 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

3 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, 3 era. EDICION Calendari zación 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. 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. problemas de las transformaciones de galileo. texto: texto y referencia. (Segunda Edición) Semana 2: 4. Comprender los postulados de la relatividad. -Clase magistral. marcador.

4 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. 1.5 Consecuencias de la relatividad 1.6 Transformaciones de Lorentez. 1.7 Espacio, tiempo y causalidad. Expositiva y de -Ejemplos para entender las consecuencias de la relatividad. comprendan dilatación del tiempo. texto: texto y referencia. (Segunda Edición) 4. Analizar las consecuencias de los postulados de relatividad vía transformaciones de Lorentz. comprendan la contracción del espacio. 5. Comprender espacio, tiempo y causalidad. comprendan las transformaciones de Lorentez. 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 intervenga la cantidad de texto: (Segunda Edición)

5 bajo una fuerza constante. 2.3 La masa como una medida de la energía. movimiento relativista. edición texto y referencia. 3. Comprender la energía cinética relativista. 4. Comprender y/o analizar la relación de la masa con la energía. - Manejar en intervengan energía en reposo, energía cinética y energía total para partículas que se mueven a velocidades relativistas. Guía de estudio referente a la relatividad I - Resolver problemas que involucren defecto de masa para diferentes elementos radiactivos. 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 -Simulaciones o applets para ilustrar la relación masa - energía. -Clase magistral. Expositiva y de - Resolver problemas que involucren colisiones de partículas que se mueven a velocidades relativistas. texto: edición (Segunda Edición) - Presentación de Power Point sobre teoría de la relatividad general de Einstein.

6 -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 Power Point sobre experimento de Hertz. problemas con la radiación de cuerpo negro. -Reproducir un video sobre la radiación de cuerpo negro. texto: edición -Aplicación de prueba parcial. Guía de estudio referente a la relatividad II (Segunda Edición) 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. (Segunda Edición)

7 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. 3.5 Efecto Compton y Rayos x -Presentación Power Point el efecto foto eléctrico. problemas aplicando los conceptos de efecto fotoeléctrico. texto: 5. Comprender a dispersión de los rayos x a través de la ley Brag. Resolución de problemas aplicando la ley de Brag. 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. problemas referentes al efecto Compton. -Presentación sobre la complementariedad corpúsculo-onda. - Exposición sobre como la gravedad afecta a la luz. texto: Guía de estudio referente a a Teoría cuántica de la Luz. (Segunda Edición)

8 -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. -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. texto: estudiantes. - Resolución de problemas, propuestos del libro (Segunda Edición) 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.

9 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 ondapartícula. Repaso. - Resolución de problemas para las ondas de materia de De Broglie. - Reproducir Video sobre el experimento Davisson-Germer. problemas referente al principio de incertidumbre de Heisenberg. Guía de estudio referente a a naturaleza corpuscular de la luz. (Segunda Edición) -Reproducir un video que contenga la explicación de la dualidad de onda partícula. EXAMEN DE LA UNIDAD II: LUNES 24 DE JULIO DEL 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. intervengan funciones de densidad de probabilidad. texto: (Segunda Edición)

10 partícula que no experimenta fuerza. - Resolución de 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. 6.3 Funciones de ondas en presencia de fuerzas. 6.4 Partícula en una Caja. 6.5 Pozo cuadrado finito. Clases magistrales. Exposición sobre la solución de la ecuación diferencial de Schrödinger para partículas en presencia de fuerzas. -Resolver involucren ondas estacionarias en una caja. texto: Data Show -Exposiciones por parte de los estudiantes. (Segunda Edición) 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

11 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. -Resolver involucren los niveles de energía para partículas en pozo finito. - Resolver involucren los niveles de energía para un potencial de oscilador cuántico. - Desarrollo de diferentes problemas para referentes a valores esperados. texto: Data Show Discusión en clase. -Exposiciones por parte de los estudiantes. (Segunda Edición) 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. -Resolver involucren momentos angulares. texto: Data Show Discusión en clase. (Segunda Edición)

12 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

13 3 Dispersión Real Evaluación: Exámenes Evaluación I Unidad: lunes 26 de junio del 2017 II Unidad: lunes 24 de julio del 2017 III Unidad: lunes 21 de agosto del 2017 Reposición: jueves 24 de agosto del 2017 Porcentaje 70 Pruebas Laboratorio Acumulativo I Unidad: II Unidad: III Unidad: Espectroscopia: Efecto Fotoeléctrico: Dispersión: Tareas en casa Trabajos en clase Tareas de investigación Exposiciones Total 100%

14 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 ) 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.