Créditos ECTS Créditos ECTS: 6
Horas ECTS Criterios/Memorias Trabajo del Alumno/a ECTS: 99 Horas de Tutorías: 3 Clase Expositiva: 24 Clase Interactiva: 24 Total: 150
Lenguas de uso Castellano, Gallego
Tipo: Materia Ordinaria Grado RD 1393/2007 - 822/2021
Departamentos: Física de Partículas
Áreas: Física Atómica, Molecular y Nuclear
Centro Facultad de Física
Convocatoria: Primer semestre
Docencia: Con docencia
Matrícula: Matriculable
Los objetivos de la asignatura son:
1) comprender la ejecución y el significado de los experimentos históricos que dieron origen a la Física Cuántica.
2) lograr la asimilación de los postulados y leyes del movimiento de la Mecánica Cuántica, fundamentalmente la ecuación de Schrodinger, la función de ondas, la propagación de Feynman, el efecto túnel, el principio de indeterminación, el momento angular y el espín del electrón.
3) resolver analíticamente los casos más elementales de aplicación de estas herramientas en 1D y 3D , entre ellos los armónicos esféricos, los saltos y barreras de potencial, el átomo de hidrógeno no relativista
y el oscilador armónico.
Se adquirirá la capacidad de aplicar las ideas anteriores a la resolución de nuevos problemas, en distintas ramas de la Física.
Resultados del aprendizaje:
Con respecto a la materia Física Cuántica I, el alumno demostrará
saber utilizar la ecuación de Schrödinger y las ideas generales de la formulación de Feynman de la Mecánica. Estas son las herramientas básicas para poder abordar un estudio posterior de cualquier rama de la Física, así como para desarrollar cualquier actividad de investigación y desarrollo relacionada con la materia atómica o nuclear, la radiación y los dispositivos relacionados en ellas.
I) LOS EXPERIMENTOS HISTÓRICOS DE LA MECÁNICA CUÁNTICA
La potencia radiada por una carga acelerada.
La fórmula de Bohr y la ley de Balmer.
La interpretación de Einstein del efecto fotoeléctrico.
El experimento de Frank-Hertz.
La radiación de frenado y la emisión de rayos X.
El efecto Compton. La difracción de Laue.
El experimento de Davisson y Germer.
La observación de la producción de pares.
Los experimentos de Aspect.
Los experimentos de doble rendija con Helio.
II) LA MECÁNICA CUÁNTICA
Las fluctuaciones cuánticas, el radio de Bohr y la energía de Rydberg.
El principio de cuantificación de la acción reducida para ondas y partículas.
El postulado de propagación de Feynman.
La ecuación de Schrödinger dependiente del tiempo.
La función de ondas.
Ondas planas y transformación de Fourier.
Valores medios e indeterminación.
El principio de indeterminación de Heisenberg.
Magnitudes observables y operadores.
Autoestados y valores medibles.
Los estados estacionarios.
Estados no estacionarios y fórmula de Bohr.
La mecánica cuántica en el dominio relativista.
El momento angular en la Mecánica Cuántica
Los autoestados del momento angular.
La ecuación de Schrodinger radial.
El magnetón de Bohr.
Los estados de polarización lineal.
El átomo de hidrógeno.
El experimento de Stern-Gerlach y espín 1/2 del electrón.
El principio de exclusión de Pauli.
La partícula encerrada en un cubo.
El salto de potencial.
La barrera de potencial.
El efecto túnel.
El oscilador armónico 3D.
Bibliografía básica.
B. Adeva, "Mecánica Cuántica Conceptual", Amazon KDP, 2022, ISBN: 9798425657534
B. Adeva, "Conceptual Quantum Mechanics", Amazon KDP, 2022, ISBN: 9798425492739
David J. Griffiths, "Introduction to Quantum Mechanics", Pearson, 2014.
Bibliografía complementaria:
J. S. Townsend, "Quantum Physics", University Science Books, 2009.
A. Galindo, P. Pascual, "Quantum Mechanics I", Springer-Verlag (1990).
M. Le Bellac, "The Quantum World", World Scientic (2014).
J. J. Sakurai, "Modern Quantum Mechanics", University of Bangalore Press (1997).
L. Landau, E. Lifshitz, V. Berestetskii, L. Pitaevskii, "Mecánica Cuántica No Relativista", Física Teórica de Landau (2005).
BÁSICAS Y GENERALES
CB1 - Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación
secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que
implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio.
CB2 - Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen
demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio.
CB3 - Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir
juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética.
CG1 - Poseer y comprender los conceptos, métodos y resultados más importantes de las distintas ramas de la Física, con perspectiva histórica de su desarrollo.
CG2 - Tener la capacidad de reunir e interpretar datos, información y resultados relevantes, obtener conclusiones y emitir informes razonados en problemas científicos, tecnológicos o de otros ámbitos que requieran el uso de conocimientos de la Física.
CG3 - Aplicar tanto los conocimientos teóricos-prácticos adquiridos como la capacidad de análisis y de abstracción en la definición y planteamiento
de problemas y en la búsqueda de sus soluciones tanto en contextos académicos como profesionales.
TRANSVERSALES
CT1 - Adquirir capacidad de análisis y síntesis.
CT2 - Tener capacidad de organización y planificación.
CT5 – Desarrollar el razonamiento crítico.
ESPECÍFICAS
CE1 - Tener una buena comprensión de las teorías físicas más importantes, localizando en su estructura lógica y matemática, su soporte experimental y el fenómeno físico que puede ser descrito a través de ellos.
CE6 - Comprender y dominar el uso de los métodos matemáticos y numéricos más comúnmente utilizados en Física
CE8 - Ser capaz de manejar, buscar y utilizar bibliografía, así como cualquier fuente de información relevante y aplicarla a trabajos de investigación y desarrollo técnico de proyectos
Se seguirán la indicaciones metodológicas generales indicadas en la Memoria del Título de Grado por la USC. Concretamente, la docencia se distribuirá en clases de tipo expositivo y de tipo interactivo en grupos más pequeños, y clases de tutoría individualizadas que serán acordadas con los alumnos. En las clases expositivas se expondrán en detalle en la pizarra los temas, y los cálculos necesarios, facilitando que el alumno formule todo tipo de preguntas. Se proyectarán los datos experimentales o simulaciones que sean relevantes. En las interactivas se resolverán boletines de problemas con una participación activa por parte del alumnado y, eventualmente, se podrá ampliar y/o profundizar lo presentado en las clases expositivas. En las tutorías se ofrecerá una atención personalizada de acuerdo con las necesidades de cada alumno.
La evaluación constará de dos partes:
- se hará un seguimiento contínuo del progreso de cada alumno en la asimilación de la materia mediante la presentación de su trabajo en ejercicios y Boletines de problemas reglados, entregables en fechas predeterminadas, o pequeños trabajos. La asistencia regular a clase será un criterio adicional de este seguimiento. La evaluación de esta parte podrá contar hasta un 25% de la nota.
- se hará un examen escrito final que constará de varios problemas del tipo y nivel de los tratados en el curso,
donde se podrá disponer de un reducido número de folios con información propia.
La componente principal de la nota final será el examen. Se evaluará también específicamente el seguimiento contínuo, que podrá mejorar la nota anterior según lo indicado antes.
En el caso de que el alumno no haya participado en el seguimiento contínuo, o bien si el resultado no es satisfactorio, toda la puntuación se imputará al resultado del examen final.
El examen se realizará presencialmente, siempre que sea posible, siguiendo las directrices de fechas y aulas
indicadas por el Decanato.
En caso de realización fraudulenta de ejercicios o pruebas, será de aplicación lo recogido en la Normativa para la evaluación del rendimiento académico de los estudiantes y de revisión de calificaciones.
El tiempo de trabajo en presencia (real o telemática) del profesor es de 56 horas, y 4 horas estimadas de tutorías, como sigue:
• 32 horas de clase expositiva en grupo grande.
• 24 horas de clase interactiva en grupo reducido.
• 4 horas de tutoría para cada alumno.
El tiempo de trabajo persoal autónomo del alumno, para conseguir un dominio de la materia,
se estima en 90 horas adicionales.
Se recomienda trabajar especialmente en los problemas propuestos, como autoevaluación sobre el buen entendimiento de la parte teórica. La evaluación numérica de los resultados, en las unidades del sistema internacional, juega un papel importante. Todas las pruebas de evaluación requerirán resultados numéricos.
La memorización de las fórmulas más relevantes, una vez entendidas, ayuda a la buena asimilación de la física cuántica, y facilita la pronta resolución de problemas. Para seguir esta materia, es necesario tener un cierto conocimiento de las leyes de la mecánica clásica, de las ondas y del electromagnetismo. En matemáticas, es necesario conocer el álgebra básica de los números complejos, el cálculo integral múltiple, y haber estudiado algunas ecuaciones diferenciales ordinarias y en derivadas parciales.
Bernardo Adeva Andany
Coordinador/a- Departamento
- Física de Partículas
- Área
- Física Atómica, Molecular y Nuclear
- Teléfono
- 881813986
- Correo electrónico
- bernardo.adeva [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Catedrático/a de Universidad
Beatriz Fernandez Dominguez
- Departamento
- Física de Partículas
- Área
- Física Atómica, Molecular y Nuclear
- Teléfono
- 881813628
- Correo electrónico
- beatriz.fernandez.dominguez [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Titular de Universidad
Miguel Fernandez Gomez
- Departamento
- Física de Partículas
- Área
- Física Atómica, Molecular y Nuclear
- Correo electrónico
- miguelfernandez.gomez [at] usc.es
- Categoría
- Predoutoral Xunta
Miguel Lozano Gonzalez
- Departamento
- Física de Partículas
- Área
- Física Atómica, Molecular y Nuclear
- Correo electrónico
- miguellozano.gonzalez [at] usc.es
- Categoría
- Predoutoral Xunta
| Lunes | |||
|---|---|---|---|
| 10:00-11:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula Magna |
| 16:00-17:00 | Grupo /CLE_02 | Castellano | Aula 0 |
| Martes | |||
| 10:00-11:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula Magna |
| 16:00-17:00 | Grupo /CLE_02 | Castellano | Aula 0 |
| Miércoles | |||
| 10:00-11:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula Magna |
| 16:00-17:00 | Grupo /CLE_02 | Castellano | Aula 0 |
| Jueves | |||
| 10:00-11:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula Magna |
| 16:00-17:00 | Grupo /CLE_02 | Castellano | Aula 0 |
| 10.01.2025 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 0 |
| 10.01.2025 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 130 |
| 10.01.2025 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 6 |
| 10.01.2025 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 830 |
| 16.06.2025 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 0 |
| 16.06.2025 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 6 |
| 16.06.2025 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 830 |