Créditos ECTS Créditos ECTS: 4.5
Horas ECTS Criterios/Memorias Trabajo del Alumno/a ECTS: 74.2 Horas de Tutorías: 2.25 Clase Expositiva: 18 Clase Interactiva: 18 Total: 112.45
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
(Nota: en este apartado no se prevén modificaciones en relación con posibles cambios de escenario docente debido a la evolución de la Covid-19).
El objetivo de esta materia es lograr una comprensión de las leyes cuánticas que rigen en los procesos que dan lugar a estructuras atómicas y moleculares. Dado que estas difieren esencialmente de los principios de la física clásica, que el alumno empleó hasta el momento para modelizar estas estructuras, es necesario revisar a fondo una serie de ideas comunes tanto en mecánica como en electromagnetismo.
RESULTADOS DEL APRENDIZAJE:
En la materia de física cuántica III el alumno deberá demostrar:
- Que comprende las leyes cuánticas que rigen los procesos que dan lugar a las estructuras atómicas y moleculares.
- Que conoce las diferencias que surgen en el estudio de los sistemas cuánticos frente a las aproximaciones clásicas.
- Que sabe aplicar las relaciones de la mecánica cuántica para resolver los problemas asociados con cálculos en sistemas atómicos y moleculares.
- Que entiende y asimila los órdenes de magnitud de las energías, longitudes y unidades características de los procesos y fuerzas que actúan entre nucleones, núcleos y átomos.
(Nota: en este apartado no se prevén modificaciones en relación con posibles cambios de escenario docente debido a la evolución de la Covid-19).
ESTRUCTURA CUÁNTICA DEL ÁTOMO. Correcciones relativistas a la energía atómica. El desplazamiento de Lamb. Átomos alcalinos. El átomo de helio. Átomos de muchos electrones. Propiedades de los elementos. El espectro óptico y el espectro dos rayos X de los átomos. Estructura hiperfina. La resonancia magnética de spin. La resonancia magnética nuclear.
EL ENLACE MOLECULAR Y LA ESTRUCTURA CRISTALINA. Moléculas diatómicas. Partícula en un doble pozo de potencial. La molécula H2+. La molécula de hidrógeno: el enlace covalente. El modelo de orbitales moleculares. La cuantización de las energías rotacional y vibracional. Espectros moleculares. Espectroscopía Raman. Tipos de enlaces en la estructura cristalina. La ecuación de Schrödinger para potenciales periódicos. La teoría de bandas. Propiedades de los sólidos. Aislantes, semiconductores y conductores.
TEORIA CUANTICA DE COLISIONES. Conceptos básicos. Dispersión por un potencial: Ondas parciales y aproximación de Born. Resonancias. Dispersión elástica. Excitación de niveles discretos. Ionización e intercambio de carga.
(Nota: En el momento de aprobar esta programación docente, pensando en un posible escenario 2 o 3 en relación con la Covid-19, se está procediendo a la adquisición de nuevo material bibliográfico electrónico; debido a ello, el profesorado de la materia especificará en el Campus Virtual qué material bibliográfico puede encontrarse en formato electrónico en la biblioteca de la USC cando los fondos estén disponibles.)
BÁSICA:
Weissbluth, M. Atoms and Molecules. Academic Press, Inc. (1978).
Griffiths, D.J. and Schroeter, D.F. Introduction to Quantum Mechanics. Cambridge University Press (2018).
Bransden, B.H. and Joachain, C.J. Physics of atoms and molecules. Longman Scientific & Technical (1990).
Foot, C.J. Atomic Physics. Oxford University Press (2005).
Sakurai, J.J. and Napolitano, J. Modern Quantum Mechanics (second edition). Cambridge University Press (2017).
Eisberg e Resnik, Quantum Physics. Wiley.
Sánchez del Río, C. Física Cuántica. Pirámide.
Alonso e Finn, Fundamentos Cuánticos y Estadísticos. Fondo Educativo Interamericano.
Alasdair I.M. Rae, Quantum Mechanics. Adam Hilger.
COMPLEMENTARIA:
Weinberg, S. Lectures on Quantum Mechanics (second edition). Cambridge University Press (2015).
Haken, H. e Wolf, H.C. Physics of Atoms and Quanta, Ed. Springer Verlag (1987).
Bernstein, J. Modern Physics, Ed. Prentice Hall, 2000.
Feynmann, R. Física Vol III, Mecánica Cuántica. Fondo Educativo Interamericano (1965).
(Nota: en este apartado no se prevén modificaciones en relación con posibles cambios de escenario docente debido a la evolución de la Covid-19).
BÁSICAS:
CB1 - Poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que, partiendo de la base de la educación secundaria general, progresa a niveles mas especializados a través de libros de texto avanzados y otras fuentes, e incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia del correspondiente campo de estudio.
CB2 – Ser capaz de aplicar los conocimientos adquiridos al trabajo o vocación de una forma profesional, y dominar competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de la correspondiente área de estudio.
CB3 – Ser capaz 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.
GENERALES:
CG1 - Poseer y comprender los conceptos, métodos y resultados, más importantes de las distintas ramas de la Física, con perspectiva histórica do su desarrollo.
CG2 – Ser capaz 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 Física.
CG3 - Aplicar tanto los conocimientos teórico-prácticos adquiridos como la capacidad de análisis y de abstracción en la definición y formulación de problemas y en la búsqueda de 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 el soporte experimental y el fenómeno físico que puede ser descrito a través de ellas.
CE2 - Ser capaz de manejar claramente los órdenes de magnitud y realizar estimaciones adecuadas con el fin de desarrollar una sólida percepción de las situaciones que, aunque físicamente diferentes, muestren alguna analogía, permitiendo el uso de soluciones conocidas a problemas nuevos.
CE5 - Ser capaz de aislar lo esencial de un proceso o situación y establecer un modelo de trabajo del mismo, así como realizar las aproximaciones requeridas con el objeto de reducir el problema a un nivel manejable. Demostrará poseer pensamiento crítico para construir modelos físicos.
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 activará el correspondiente curso en la plataforma Moodle del Campus Virtual, a la que se subirá información de interés para el alumnado, así como material docente diverso. La metodología docente para cada uno de los tres posibles escenarios es la siguiente.
Escenario 1:
Se seguirán las indicaciones metodológicas generales establecidas en la Memoria del Titulo de Grado en Física de la USC. Las clases serán presenciales y la distribución de horas expositivas e interactivas sigue lo especificado en la Memoria de Grado, con la excepción de una reducción de 3 horas expositivas debido al retraso en el inicio del curso. Las tutorías requieren cita previa y podrán ser presenciales o telemáticas. En las clases expositivas se explicará en detalle, usando proyecciones o el encerado, todos los contenidos de la materia con los cálculos necesarios, estimulando a los alumnos a preguntar públicamente las dudas para que todos puedan escuchar las respuestas y participar en el debate. En las clases interactivas de seminarios serán los alumnos los que, preferentemente, resuelvan y discutan los problemas en el encerado. Los problemas serán distribuidos y asignados con suficiente antelación.
Escenario 2: ver el Plan de Contingencia en el apartado de Observaciones al final de esta programación.
Escenario 3: ver el Plan de Contingencia en el apartado de Observaciones al final de esta programación.
Escenario1:
Se hará una evaluación continua con un peso del 100% en la nota final. La evaluación estará basada en la entrega de tareas individuales o en grupo a través del Campus Virtual, en la participación en las clases interactivas y en la realización de una o varias pruebas presenciales en el aula. La valoración de las pruebas presenciales supondrá el 70% de la nota final, que será calculada del siguiente modo. Si denotamos por P la nota numérica global (entre 0 y 10) de las pruebas presenciales y por T la nota (entre 0 y 10) de las otra tareas, la cualificación final será el MAX( P, 0.7*P+0.3*T ), donde MAX indica el máximo entre los dos valores que aparecen dentro del paréntesis.
Escenario 2: ver el Plan de Contingencia en el apartado de Observaciones al final de esta programación.
Escenario 3: ver el Plan de Contingencia en el apartado de Observaciones al final de esta programación.
(Nota: en este apartado no se prevén modificaciones en relación con posibles cambios de escenario docente debido a la evolución de la Covid-19).
El tiempo de trabajo en el aula en presencia del profesor es de 42 horas distribuidas del siguiente modo: 21 horas de clase expositiva en grupo grande; 18 horas de clase interactiva en grupos reducidos; 3 horas de tutoría para cada alumno. El tiempo de trabajo personal autónomo adicional del alumno para conseguir un adecuado dominio de la materia se estima en 70 horas.
(Nota: en este apartado no se prevén modificaciones en relación con posibles cambios de escenario docente debido a la evolución de la Covid-19).
Se recomienda trabajar especialmente los problemas propuestos, como auto-evaluación sobre de la comprensión de la parte teórica. Las pruebas de evaluación requerirán resultados numéricos.
La evaluación numérica de los resultados señalando adecuadamente las unidades de medida resulta de especial importante en esta materia.
La memorización de algunas fórmulas básicas, una vez entendidas, ayuda enormemente a la buena asimilación de la física cuántica y facilita la resolución de problemas en un tiempo razonable.
Si se produce un cambio del escenario 1 al escenario 2 de docencia debido a la evolución de la Covid-19, las adaptaciones serán las siguientes:
Metodología:
Las clases expositivas serán telemáticas manteniendo el horario oficial de la clase, y síncronas, salvo que causas sobrevenidas obliguen a una docencia asíncrona, lo que se comunicará al alumnado con antelación. Si las autoridades sanitarias lo permiten, las clases interactivas de seminario tendrán lugar de modo presencial en el horario oficial. Si existe una limitación de aforo impuesto por las autoridades que impidan la asistencia simultánea de todos los alumnos se establecerán turnos de asistencia. Dentro de las actividades presenciales, estarán priorizadas las pruebas de evaluación frente a las clases interactivas. Las tutorías podrán ser presenciales o telemáticas, previa cita. En este escenario no se prevén cambios en el sistema de evaluación.
El resto de los apartados del programa no sufrirían variaciones.
Si se produce un cambio al escenario 3 de docencia debido a la evolución de la Covid-19 las adaptaciones serán las siguientes:
Metodología: La docencia será telemática y las clases se desenvolverán de modo síncrono en horario oficial, salvo que por causas sobrevenidas alguna de ellas tenga que ser asíncrona, lo que se comunicará al alumnado con antelación. Las tutorías serán telemáticas y requerirán cita previa.
Sistema de evaluación: La evaluación será 100% continua y se hará exclusivamente por medios telemáticos usando herramientas de la aplicación Moodle del Campus Virtual.
Juan Jose Saborido Silva
Coordinador/a- Departamento
- Física de Partículas
- Área
- Física Atómica, Molecular y Nuclear
- Teléfono
- 881814109
- Correo electrónico
- juan.saborido [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Titular de Universidad
Cibran Santamarina Rios
- Departamento
- Física de Partículas
- Área
- Física Atómica, Molecular y Nuclear
- Teléfono
- 881814012
- Correo electrónico
- cibran.santamarina [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Titular de Universidad
Oscar Boente Garcia
- Departamento
- Física de Partículas
- Área
- Física Atómica, Molecular y Nuclear
- Correo electrónico
- oscar.boente [at] rai.usc.es
- Categoría
- Predoutoral Ministerio
| Lunes | |||
|---|---|---|---|
| 19:00-20:00 | Grupo /CLIS_02 | Gallego | Aula 130 |
| Martes | |||
| 19:00-20:00 | Grupo /CLIS_01 | Gallego, Castellano | Aula 130 |
| Miércoles | |||
| 19:00-20:00 | Grupo /CLIS_02 | Gallego | Aula 130 |
| Jueves | |||
| 19:00-20:00 | Grupo /CLIS_01 | Gallego, Castellano | Aula 130 |
| 22.01.2021 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 0 |
| 07.07.2021 09:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula C |