Fisica Moderna

CURSO DE F´
ISICA MODERNA

H. Vaca . O. Fino

Universidad Distrital
Francisco Jose de Caldas
Departamento de Electr´nica
o
Facultad Tecnol´gica
o
2004

CURSO F´
ISICA MODERNA
H. Vaca , O. M. Fino
Universidad Distrital
Francisco Jose de Caldas
Bogota D.C
MKPH-T-02-09
Febrero , 2004

INDICE GENERAL

1 ELECTROMAGNETISMO
1.1 Introducci´n . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .
o
1.2 Teorema de Gauss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.3 Circulaci´n de un campo vectorial . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
o
1.4 Integral de Linea de un campo al lo largo de una curva . . . . . . .
1.5 Campos de rotor nulo y divergencia nula . . . . . . . . . . . . . . .
1.6 ECUACIONES DE MAXWELL . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..
1.6.1 Electrost´tica y Magnetost´tica . . . . . . . . . . . . . . . .
a
a
1.6.2 Inducci´n electromagn´tica . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
o
e
1.6.3 Corriente de Desplazamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.6.4 Corriente de desplazamiento a trav´s de las placas de un cone
densador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.7 Ondas mec´nicas transversalesen una cuerda . . . . . . . . . . . .
a
1.8 Ondas electromagn´ticas planas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
e
1.8.1 Ecuaci´n de onda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
o
1.8.2 Densidad de energ´ de una onda electromagn´tica . . . . .
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e
1.9 Aplicaciones de las ecuaciones de Maxwell . . . . . . . . . . . . . .
´
1.10 INTERFERENCIA DE ONDAS ARMONICAS . . . . . . . .. . .
1.10.1 Ondas Estacionarias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.10.2 Pulsaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.10.3 Paquetes de ondas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.10.4 Polarizaci´n de Ondas Electromagn´ticas . . . . . . . . . . .
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ii

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2 RELATIVIDAD ESPECIAL
2.1 Transformaciones Galileanas . . . . . . . . . . . .
2.2 Inconsistencia de las Ecuaciones de Maxwell
y el principio de relatividad . . . . . . . . . . . .
2.3 Postulados de la relatividad Especial . . . . . . .
2.3.1 Transformaciones de Lorentz . . . . . . . .
2.4 Dilataci´n Temporal y Contracci´n de Longitudeso
o
2.5 Cinem´tica y Din´mica Relativista . . . . . . . .
a
a
2.6 Energ´ Relativista . . . . . . . . . . . . . . . . .
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´
3 INICIOS DE LA F´
ISICA CUANTICA
3.1 Principio de Equiparticion de la Energ´
ıa
3.2 Radiaci´n de Cuerpo Negro . . . . . . .
o
3.3 Postulado de Plank . . . . . . . . . . . .
3.4 Efecto Fotoel´ctrico . . . . . . . . . . . .
e
3.5 Efecto Compton . . . . . . . .. . . . . .
3.6 Espectros At´micos . . . . . . . . . . . .
o
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3.6.1 Atomo de Bohr-Postulados . . . .
3.6.2 Modelo at´mico de Bohr . . . .
o

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4 MECANICA CUANTICA
4.1 Postulado de D’ Broglie . . . . . . . . . . . . . .
4.2 Principio de incertidumbre deHeisenberg . . . . .
4.3 Formulaci´n de Schr¨dinger la mec´nica cu´ntica
o
o
a
a
4.3.1 Postulados . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3.2 Condiciones f´
ısicas que debe cumplir
la ecuaci´n de onda Ψ(x, t) . . . . . . . . .
o
4.4 Soluciones a la ecuaci´n de
o
Schr¨dinger independientes del tiempo . . . . . .
o
4.4.1 Part´
ıcula Libre . . . . . . . . . . . . . . .
4.4.2 Caja dePotencial . . . . . . . . . . . . . .
4.4.3 Potencial Escal´n E > U0 . . . . . . . . .
o
4.4.4 Escal´n de potencial E < U0 . . . . . . . .
o
4.4.5 Barrera de Potencial . . . . . . . . . . . .
4.5 Ejemplos de aplicaci´n . . . . . . . . . . . . . . .
o

I

Ap´ndices
e

A Introducci´n al Calculo Vectorial
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