LABORATORIO DE FISICA CUANTICA

LABORATORIO DE FISICA CUANTICA

GRADO EN FISICA

1. Datos de la asignatura

(Fecha última modificación: 21-07-17 21:38)
Código
100833
Plan
ECTS
3.00
Carácter
OBLIGATORIA
Curso
3
Periodicidad
Segundo Semestre
Área
FÍSICA ATÓMICA, MOLECULAR Y NUCLEAR
Departamento
Física Fundamental
Plataforma Virtual

Campus Virtual de la Universidad de Salamanca

Datos del profesorado

Profesor
Begoña Eulogia Quintana Arnés
Grupo/s
1
Departamento
Física Fundamental
Área
Física Atómica, Molecular y Nuclear
Centro
Fac. Ciencias
Despacho
Edificio de I+D+i, Laboratorio de Radiaciones Ionizantes
Horario de tutorías

Martes y jueves de 12 a 14 h, fijando cita previamente (fijando cita previamente), profesor Begoña Eulogia Quintana Arnés.

URL Web
http://studium.usal.es/
E-mail
quintana@usal.es
Teléfono
923294930
Profesor
Conrado Albertus Torres
Grupo/s
1
Departamento
Física Fundamental
Área
Física Atómica, Molecular y Nuclear
Centro
Fac. Ciencias
Despacho
Edificio Trilingüe, despacho 38
Horario de tutorías

Martes y jueves de 12 a 14 h, fijando cita previamente (fijando cita previamente), profesor Begoña Eulogia Quintana Arnés.

URL Web
http://studium.usal.es/
E-mail
albertus@usal.es
Teléfono
923-291326

2. Sentido de la materia en el plan de estudios

Bloque formativo al que pertenece la materia.

Física Cuántica.

Papel de la asignatura.

Es una asignatura que forma parte del bloque de formación básica del Grado en Física.

Perfil profesional.

Al ser una asignatura obligatoria es fundamental en cualquier perfil vinculado al Grado en Física

3. Recomendaciones previas

Haber adquirido los conocimientos básicos de las asignaturas de los dos primeros años del Grado, así como de Física Cuántica I.

4. Objetivo de la asignatura

  • Conocer los fenómenos experimentales que dieron origen a la Física Cuántica
  • Utilizar las unidades apropiadas a las dimensiones de los fenómenos estudiados
  • Manejar la instrumentación apropiada a la observación de los fenómenos subatómicos implicados
  • Comprender el origen de los espectros atómicos, interpretarlos y deducir de ellos reglas de selección
  • Conocer los efectos de los campos magnéticos sobre el espectro
  • Relacionar las regularidades del espectro de átomos hidrogenoides y detectar mezclas de elementos
  • Entender el fundamento de los sistemas de detección de radiaciones y saber manejarlos

5. Contenidos

Teoría.

Capítulo I  Dualidad onda-partícula

Tema 1 Carácter corpuscular de la radiación electromagnética.           

Mecanismos de interacción radiación-materia. Fundamentos de la detección de fotones.

            Práctica de laboratorio: efecto fotoeléctrico

Tema 2 Naturaleza ondulatoria de las partículas

La hipótesis de De Broglie. Verificación experimental de la hipótesis de De Broglie

Práctica de laboratorio: difracción de electrones

Capítulo II Átomos de un electrón

Tema 3 Modelo de Bohr

Fórmula de Rydberg. Teoría de Bohr para el átomo de hidrógeno. Emisión de radiación.

Práctica de laboratorio: espectro del hidrógeno

Tema 4 Interacción con campos magnéticos

Modelo clásico. Espín del electrón. Acoplamiento espín-órbita

Práctica de laboratorio: Resonancia de espín electrónico

Tema 5 El momento angular orbital

Teoría clásica. Cuantización del momento angular orbital. Efecto Zeeman: reglas de selección. Instrumentación: el interferómetro de Lummer-Gehrke

Práctica de laboratorio: Efecto Zeemann

Capítulo III Átomos multielectrónicos

Tema 6 Excitaciones de rayos X.

Principio de exclusión de Pauli y estructura en capas de los átomos multielectrónicos.

Espectros de rayos X:  ley de Moseley

Práctica de laboratorio: Fluorescencia de rayos X

Bordes de absorción de rayos X

Práctica de laboratorio: Absorción de rayos X

6. Competencias a adquirir

Básicas / Generales.

CB-2: Saber aplicar los conocimientos de física cuántica a la elaboración y defensa de argumentos en la resolución de problemas de este campo.

CB-3: Tener la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes, dentro del área de la Física cuántica, para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética.

CB-4: Poder transmitir información, ideas, problemas y soluciones del ámbito de la física cuántica a un público tanto especializado como no especializado.

CB-5: Haber desarrollado aquellas habilidades de laboratorio necesarias para emprender experimentos posteriores en Física cuántica con un alto grado de autonomía.

CG-1: Desarrollar las capacidades de análisis y de síntesis con el objeto de poder abstraer las propiedades estructurales de la realidad física distinguiéndolas de aquellas puramente ocasionales y poder inferirlas, comprobarlas o refutarlas con experimentos u observaciones físicas. CG-2: Incrementar la capacidad de organización y planificación con el objeto de resolver con éxito el problema analizado.

CG-3: Desarrollar la capacidad de razonamiento crítico para poder identificar analogías entre fenómenos físicos diferentes y ser capaz de construir modelos físicos, así como poder detectar errores en razonamientos, aproximaciones o cálculos incorrectos.

CG-4: Ser capaz de plantear y resolver problemas físicos en experimentos de física cuántica, obteniendo una descripción no sólo cualitativa sino también cuantitativa y con el grado de precisión que sea necesario.

CG-5: Aprender de manera autónoma nuevos conocimientos y técnicas.

 

Específicas.

CE-1: Tener una buena comprensión de las teorías físicas más importantes en que se basa la física cuántica, su soporte experimental y el fenómeno físico que puede ser descrito a través de ellos.

CE-2: Haberse familiarizado con los aspectos más importantes de la Física Cuántica, no sólo por su importancia intrínseca, sino por la relevancia para la Física y sus aplicaciones

CE-3: Saber formular las relaciones funcionales y cuantitativas de la Física Cuántica en lenguaje matemático y aplicar dichos conocimientos a la resolución explícita de problemas de particular interés.

CE-4: Ser capaz de evaluar claramente los órdenes de magnitud, de desarrollar una clara percepción de las situaciones que son físicamente diferentes, pero que muestran analogías, permitiendo por lo tanto el uso de soluciones conocidas a nuevos problemas.

CE-6: Ser capaz de buscar y utilizar bibliografía en Física y otra bibliografía técnica, así como cualquier fuente de información relevante para trabajos de investigación y desarrollo técnico de proyectos.

CE-7: Ser capaz de realizar lo esencial de un proceso / situación y establecer un modelo de trabajo del mismo; el graduado debería ser capaz de realizar las aproximaciones requeridas con el objeto de reducir el problema hasta un nivel manejable; pensamiento crítico para construir modelos físicos.

CE-8: Ser capaz de trabajar en un grupo interdisciplinario, de presentar mediante medios escritos y orales su propia investigación o resultados de búsqueda bibliográficos tanto a profesionales como a público en general.

CE-9: Haberse familiarizado con los modelos experimentales más importantes, además ser capaces de realizar experimentos de forma independiente, así como describir, analizar y evaluar críticamente los datos experimentales.

CE-10: Adquirir una comprensión de la naturaleza de la investigación en Física, de las formas en que se lleva a cabo, y de cómo la investigación en Física es aplicable a muchos campos diferentes al de la Física, por ejemplo la ingeniería; habilidad para diseñar procedimientos experimentales

7. Metodologías

Seminarios de teoría: en ellos se expondrán los complementos teóricos necesarios para el aprovechamiento de las experiencias de laboratorio.

Prácticas en el laboratorio: se distribuye a los estudiantes en grupos de dos personas por puesto de trabajo. Para la realización de la práctica los alumnos disponen de guiones con las instrucciones necesarias, aunque cuenten también con la asistencia de los profesores. Los estudiantes deben comprobar en el laboratorio que obtienen los resultados esperados y,  si no, deberán desarrollar estrategias para corregirlos.

Aprendizaje basado en problemas: a lo largo de los experimentos se proponen problemas cuya resolución exija tener claros los conceptos básicos de la experiencia.

Exposición oral sobre las prácticas realizadas: El alumno debe elaborar una presentación de cada práctica realizada, en la que se incluyan los procedimientos utilizados, resultados, respuestas a las cuestiones de los guiones  e incluso un breve comentario crítico sobre la experiencia.

8. Previsión de Técnicas (Estrategias) Docentes

9. Recursos

Libros de consulta para el alumno.

Robert M. Eisberg y Robert Resnick.Física Cuántica: Átomos, Moléculas, Sólidos, Núcleos y Partículas. Editorial Limusa, 1988

M. Alonso y E. F. Finn Física. Vol. III: Fundamentos Cuánticos y Estadísticos..Editorial Addison-Wesley Iberoamericana (1986).

Experiments in Modern Physics. A. C. Melissinos. Academic Press Coll. Div, 1966

Otras referencias bibliográficas, electrónicas o cualquier otro tipo de recurso.

Ángel Franco, Curso Interactivo de Física en Internet: http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica_/

10. Evaluación

Consideraciones generales.

La evaluación del logro de las competencias se basará principalmente en el seguimiento del trabajo continuado, controlado periódicamente con diferentes instrumentos de evaluación.

Criterios de evaluación.

La evaluación se basará tanto en la adquisición de los conocimientos impartidos en el aula y su aplicación a supuestos experimentales, como en la consecución de los objetivos que se planteen en cada práctica de laboratorio. Además el alumno debe demostrar en el laboratorio que sabe trabajar de manera ordenada y sistemática. Finalmente, se valorará su aptitud a la hora de exponer en público los resultados alcanzados y el interés de los mismos.

Instrumentos de evaluación.

La evaluación continua comprende:

  • examen escrito de los contenidos impartidos en los seminarios (20% de la nota final)
  • cuaderno de prácticas, con los resultados que se van obteniendo en el laboratorio (40% de la nota final)
  • exposición oral de una de las prácticas realizadas en el laboratorio (40%  de la nota final)

 

La prueba escrita evaluará el grado en que el estudiante es capaz de aplicar los contenidos teóricos de la materia a supuestos experimentales. Es necesario obtener un 5 sobre 10 para aprobar la asignatura.

 

La evaluación del cuaderno de prácticas incluye también la asistencia al laboratorio y la actitud del estudiante durante la realización de las prácticas. Es necesario alcanzar un 5 sobre 10 en esta evaluación para poder aprobar la asignatura. La no asistencia a una de las prácticas implica automáticamente suspender dicha práctica con la mínima nota.

 

La prueba oral consistirá en la presentación, utilizando medios telemáticos, de una de las prácticas realizadas en el laboratorio. Dicha presentación debe constar de los siguientes apartados: objetivos, metodología que incluya su fundamento físico, medidas realizadas con tratamiento de datos, resultados y conclusiones. Es necesario obtener un 5 sobre 10 para aprobar la asignatura.

Recomendaciones para la evaluación.

Para la adquisición de las competencias previstas en esta materia se recomienda la asistencia y participación en todas las actividades programadas.

Recomendaciones para la recuperación.

Se realizará una prueba escrita de recuperación que servirá para recuperar la nota de la prueba escrita y de la exposición oral. La nota del cuaderno de prácticas, que incluye también la asistencia al laboratorio, no puede recuperarse.

11. Organización docente semanal