Estructura de la Matèria
Codi: 107593 Crèdits: 6| Titulació | Tipus | Curs |
|---|---|---|
| Física | FB | 1 |
Professor/a de contacte
- Nom:
- Luis Font Guiteras
- Correu electrònic:
- lluis.font@uab.cat
Equip docent
- Javier Cristin Redondo
Idiomes dels grups
Podeu consultar aquesta informació al final del document.
Prerequisits
Es requereixen coneixements elementals de física i de matemàtiques. Es tracta d'una assignatura de primer any.
Objectius
Aquesta assignatura proporciona una introducció a la descripció de les propietats de la materia en els seus diferents estats (sòlid, liquid i gasòs). Comença amb una breu introducció a la física quàntica necessària per a descriure els àtoms. Segueix amb una descripció dels sòlids semiconductors i metalls, continuant amb l'estàtica i dinàmica dels fuids per acabar amb una breu introducció a la calorimetria, el transport de calor i la descripció dels gasos ideals.
Objectius:
1) Comprendre els conceptes bàsics de l'estructura de la matèria a nivell introductori.
2) Saber identificar i resoldre els problemes més característics d'aquestes àrees de la física
4) Fer veure alguns aspectes de la unitat de la física, i de la relació entre descripcions macroscòpiques i
microscòpiques
5) Relacionar la física amb alguns aspectes de la vida quotidiana i de la natura que ens volta
6) Comentar la relació entre models teòrics i sistemes físics reals
Resultats d'aprenentatge
- CM01 (Competència) Resoldre problemes de les ciències fent servir els fonaments de les àrees principals de la física en un context professional.
- CM02 (Competència) Avaluar les magnituds principals que intervenen en un determinat sistema físic bàsic, manipulant-les d'acord amb les lleis físiques fonamentals per extreure conclusions sobre el comportament predictible del sistema en estudi.
- KM01 (Coneixement) Enunciar les lleis de Newton i la seva relació amb el moviment de partícules i fluids.
- KM04 (Coneixement) Identificar l'estructura bàsica de l'àtom i de la matèria.
- SM01 (Habilitat) Fer servir correctament el llenguatge científic, les magnituds i les unitats associades als conceptes físics fonamentals.
- SM02 (Habilitat) Aplicar la teoria, els fonaments i els mètodes numèrics de la física general a la resolució de problemes simples i a l'explicació de fenòmens experimentals.
Continguts
1. Relacions d’Einstein-Planck i de De Broglie
1.1 Radiació del cos negre. Lleis d’Stefan-Boltzmann i de Wien. Catàstrofe de l’ultraviolat.
1.2 Hipòtesi de Planck. Llei de Planck de la radiació del cos negre.
1.3 Naturalesa corpuscular de la llum: efecte fotoelèctric i Dispersió Compton.
1.4 Dualitat ona-corpuscle. Hipòtesi de De Broglie. Principi d’indeterminació de Heisenberg.
2. Models atòmics
2.1 Introducció històrica de l’àtom. Espectres atòmics. Llei de Rydberg.
2.2 Models atòmics de Thomson, de Rutherford i de Bohr
2.3 Teoria quàntica dels àtoms. Equació de Schrödinger per l’àtom d’Hidrogen.
2.4 Números quàntics: quantificació de l’energia i del moment angular. Orbitals atòmics. Notació i forma.
2.5 Experiment de Stern-Gerlach. L’espín
3. Semiconductors i metalls.
3.1 Sòlids cristal·lins. Cella unitat. Estructures cristallines.
3.2 Cristall metàl·lic. Model de gas d’electrons. Conductivitat elèctrica: conductors, aïllants i semiconductors
3.3 Model clàssic de la conducció elèctrica (model de Drude)
3.4 Díodes, transistors, cèl·lules fotovoltaiques, LEDs, làsers.
4. Estàtica de fluids
4.1 Concepte de fluid. Densitat. Pressió hidroestàtica i unitats
4.2 Principi de Pascal. Equació fonamental de la hidroestàtica
4.3 Pressió atmosfèrica. Experiment de Torricelli. Manòmetre
4.4 Força ascensional i principi d’Arquímedes. Flotació
4.5 Tensió superficial. Capil·lars
5. Dinàmica de fluids
5.1 Fluids ideals. Línia de corrent. Flux estacionari
5.2 Equació de continuïtat. Equació de Bernoulli
5.3 Aplicacions: fórmula de Torricelli, tub de Venturi i tub de Pitot
5.4 Fluids reals. Viscositat. Llei de Poiseuille. Nombre de Reynolds
6. Calorimetria
6.1 Equilibri tèrmic. Temperatura. Dilatació tèrmica. Escales de temperatura.
6.2 Calor. Capacitat calorífica. Calor específica. Mesura de calors específiques
6.3 Estats d’agregació de la matèria. Canvis de fase. Calor latent. Fusió. Vaporització. Diagrames de fase
7. Gas ideal
7.1 Gas ideal. Model macroscòpic. Equació d’estat. Lleis dels gasos ideals.
7.2 Model cinètic. Interpretació microscòpica de la pressió i la temperatura
7.3 Descripció microscòpica de la calor específica. Teorema d’equipartició. Llei de Dulong i Petit
7.4 Distribució de velocitats de MB? (si queda temps)
8. Transport de la calor
8.1 Mecanismes del transport de la calor. Conducció de la calor. Llei de Fourier. Convecció. Radiació.
8.2 Equació de conducció de la calor.
Activitats formatives i Metodologia
| Títol | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|
| Tipus: Dirigides | |||
| classes de problemes | 14 | 0,56 | CM01, CM02, KM04, SM01, SM02 |
| Classes de teoria | 28 | 1,12 | CM02, KM01, KM04, SM01 |
| Tipus: Supervisades | |||
| Seminaris i activitats de grup | 8 | 0,32 | CM01, CM02, KM01, KM04, SM01, SM02 |
| Tipus: Autònomes | |||
| Estudi autònom | 90 | 3,6 | CM01, CM02, KM01, KM04, SM01, SM02 |
Aquesta assignatura proporciona una introducció a la visió microscòpica i macroscòpica de la matèria. En alguns temes, en què les equacions són relativament simples, la descripció és més quantitativa; en d'altres, és més qualitativa, tot procurant introduir un marc conceptual clar, en el qual es pugui plantejar de manera adient i natural preguntes que portin a interessar-se pel desenvolupament ofert per les assignatures dels cursos posteriors.
Es procura, en la mesura del possible, que l'assignatura permeti entrar en contacte amb algunes de les fronteres més actives de la física actual, per tal que l'estudiant ja pugui tenir la sensació que es troba en una ciència viva. I també es tractarà de posar de manifest la relació entre la física i la naturalesa, la vida quotidiana, i la tecnologia.
Nota: es reservaran 15 minuts d'una classe, dins del calendari establert pel centre/titulació, per a la complementació per part de l'alumnat de les enquestes d'avaluació de l'actuació del professorat i d'avaluació de l'assignatura/mòdul.
Nota: es reservaran 15 minuts d'una classe, dins del calendari establert pel centre/titulació, perquè els alumnes completin les enquestes d'avaluació de l'actuació del professorat i d'avaluació de l'assignatura.
Avaluació
Activitats d'avaluació continuada
| Títol | Pes | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|---|
| Avaluació dels seminaris | 15% | 1 | 0,04 | CM01, CM02, KM01, KM04, SM01, SM02 |
| Dos examens parcials | 85% | 6 | 0,24 | CM01, CM02, KM01, KM04, SM01, SM02 |
| Examen de recuperació | 85% | 3 | 0,12 | CM01, CM02, KM01, KM04, SM01, SM02 |
L'avaluació consisteix en:
1.- Examens (85% de la nota global)
- Es realitzaran 2 exàmens parcials, cadascún amb el mateix pes
- Examen de recuperació.
2.- Avaluació dels seminaris i activitats en grup (15% de la nota global)
- En els seminaris els alumnes faran diferents activitats en grup que seran lliurades i avaluades. El professorat es guarda el dret de fer alguna pregunta oral als estudiants si ho creu convenient.
Important: Per superar l'assignatura caldrà que la nota de cada examen parcial sigui superior a 4 (sobre 10) i la mitjana del curs superior a 5.
Recuperació: Per poder anar a l'examen de recuperació l'alumnat s'ha d'haver examinat dels dos parcials. Es recupera cada parcial per separat.
Qui vulgui apujar nota pot anar a l'examen de recuperació. Si la nota que traieu a l'examen de recuperació (a cada parcial) és fins a 1.5 punts inferior a la nota del parcial, guardem la nota del parcial (tret que traieu menys de 4). Si creieu que no apujareu la nota, podeu no lliurar l'examen.
AVALUACIÓ UNICA
L'alumnat que s'hagi acollit a la modalitat d'avaluació única haurà de realitzar una prova final que consistirà en un examen escrit que constarà de la resolució de problemes i qüestions teòriques sobre tot el contingut del curs. Aquesta prova es farà al mateix dia que el segon examen de l'avaluació continuada (segon parcial). A continuació, el mateix dia, haurà de fer un examen oral que substitueix l'avaluació dels seminaris i activitats en grup.
La qualificació final s'obté de la mateixa manera que a l'avaluació continuada: l'examen pesa el 85% de la nota final (els dos blocs pesen el mateix) i l'examen oral el 15%.
Important: Per fer mitjana amb l'altra 15% de la nota, s'ha de treure a l'examen una nota superior o igual a 4 sobre 10.
Si la nota de l'examen no arriba a 4 o la nota final no arriba a 5, hi haurà un examen de recuperació que se celebrarà en la data que fixi la coordinació de la titulació. L'examen de recuperació seguirà el mateix procediment que el de l'avaluació única.
Bibliografia
P. Tipler i A. Mosca, Fisica, 6 edició, Editorial Reverté, Barcelona
Transparències del professorat.
Programari
No cal utilitzar programari en aquesta assignatura
Grups i idiomes de l'assignatura
La informació proporcionada és provisional fins al 30 de novembre de 2025. A partir d'aquesta data, podreu consultar l'idioma de cada grup a través d’aquest enllaç. Per accedir a la informació, caldrà introduir el CODI de l'assignatura
| Nom | Grup | Idioma | Semestre | Torn |
|---|---|---|---|---|
| (PAUL) Pràctiques d'aula | 1 | Català | segon quadrimestre | matí-mixt |
| (PAUL) Pràctiques d'aula | 2 | Català | segon quadrimestre | tarda |
| (SEM) Seminaris | 11 | Català | segon quadrimestre | matí-mixt |
| (SEM) Seminaris | 12 | Català | segon quadrimestre | matí-mixt |
| (SEM) Seminaris | 21 | Català | segon quadrimestre | tarda |
| (SEM) Seminaris | 22 | Català | segon quadrimestre | tarda |
| (TE) Teoria | 1 | Català | segon quadrimestre | matí-mixt |
| (TE) Teoria | 2 | Català | segon quadrimestre | tarda |