Estructura de la Materia
Código: 107593 Créditos ECTS: 6| Titulación | Tipo | Curso |
|---|---|---|
| Física | FB | 1 |
Contacto
- Nombre:
- Luis Font Guiteras
- Correo electrónico:
- lluis.font@uab.cat
Equipo docente
- Javier Cristin Redondo
Idiomas de los grupos
Puede consultar esta información al final del documento.
Prerrequisitos
Se requieren conocimientos elementales de física y matemáticas. Se trata de una asignatura de primer año.
Objetivos y contextualización
Esta asignatura proporciona una introducción a la descripción de las propiedades de la materia en sus diferentes estados (sólido, líquido y gaseoso). Empieza con una breve introducción a la física cuántica necesaria para describir los átomos. Sigue con una descripción de los sólidos semiconductores y metales, continuando con la estática y dinámica de los fuidos para acabar con una breve introducción a la calorimetría, el transporte de calor y la descripción de los gases ideales.
Objetivos:
1) Comprender los conceptos básicos de la estructura de la materia a nivel introductorio.
2) Saber identificar y resolver los problemas más característicos de estas áreas de la física
4) Hacer ver algunos aspectos de la unidad de la física, y de la relación entre descripciones macroscópicas y
microscópicas
5) Relacionar la física con algunos aspectos de la vida cotidiana y de la naturaleza que nos rodea
6) Comentar la relación entre modelos teóricos y sistemas físicos reales
Resultados de aprendizaje
- CM01 (Competencia) Resolver problemas de las ciencias usando los fundamentos de las principales áreas de la física en un contexto profesional.
- CM02 (Competencia) Evaluar las magnitudes principales que intervienen en un determinado sistema físico básico, manipulándolas de acuerdo con las leyes físicas fundamentales para extraer conclusiones sobre el comportamiento predecible del sistema en estudio.
- KM01 (Conocimiento) Enunciar las leyes de Newton y su relación con el movimiento de partículas y fluidos.
- KM04 (Conocimiento) Identificar la estructura básica del átomo y de la materia.
- SM01 (Habilidad) Utilizar correctamente el lenguaje científico, las magnitudes y las unidades asociadas a los conceptos físicos fundamentales.
- SM02 (Habilidad) Aplicar la teoría, fundamentos y métodos numéricos de la física general a la resolución de problemas simples y a la explicación de fenómenos experimentales.
Contenido
1. Relaciones de Einstein-Planck y de De Broglie
1.1 Radiación del cuerpo negro. Leyes de Stefan-Boltzmann y de Wien. Catástrofe del ultravioleta.
1.2 Hipótesis de Planck. Ley de Planck de la radiación del cuerpo negro.
1.3 Naturaleza corpuscular de la luz: efecto fotoeléctrico y Dispersión Compton.
1.4 Dualidad onda-corpúsculo. Hipótesis de De Broglie. Principio de indeterminación de Heisenberg.
2. Modelos atómicos
2.1 Introducción histórica del átomo. Espectros atómicos. Ley de Rydberg.
2.2 Modelos atómicos de Thomson, de Rutherford y de Bohr
2.3 Teoría cuántica de los átomos. Ecuación de Schrödinger por el átomo de Hidrógeno.
2.4 Números cuánticos: cuantificación de la energía y del momento angular. Orbitales atómicos. Notación y forma.
2.5 Experimento de Stern-Gerlach. El espín
3. Semiconductores y metales.
3.1 Sólidos cristalinos. Ceja unidad. Estructuras cristalinas.
3.2 Cristal metálico. Modelo de gas de electrones. Conductividad eléctrica: conductores, aislantes y semiconductores
3.3 Modelo clásico de la conducción eléctrica (modelo de Drude)
3.4 Diodos, transistores, células fotovoltaicas, LEDs, láseres.
4. Estática de fluidos
4.1 Concepto de fluido. Densidad. Presión hidroestática y unidades
4.2 Principio de Pascal. Ecuación fundamental de la hidroestática
4.3 Presión atmosférica. Experimento de Torricelli. Manómetro
4.4 Fuerza ascensional y principio de Arquímedes. Flotación
4.5 Tensión superficial. Capilares
5. Dinámica de fluidos
5.1 Fluidos ideales. Línea de corriente. Flujo estacionario
5.2 Ecuación de continuidad. Ecuación de Bernoulli
5.3 Aplicaciones: fórmula de Torricelli, tubo de Venturi y tubo de Pitot
5.4 Fluidos reales. Viscosidad. Ley de Poiseuille. Número de Reynolds
6. Calorimetría
6.1 Equilibrio térmico. Temperatura. Dilatación térmica. Escalas de temperatura.
6.2 Calor. Capacidad calorífica. Calor específico. Medida de calores específicos
6.3 Estados de agregación de la materia. Cambios de fase. Calor latente. Fusión. Vaporización. Diagramas de fase
7. Gas ideal
7.1 Gas ideal. Modelo macroscópico. Ecuación de estado. Leyes de los gases ideales.
7.2 Modelo cinético. Interpretación microscópica de la presión y la temperatura
7.3 Descripción microscópica del calor específico. Teorema de equipartición. Ley de Dulong y Petit
7.4 ¿Distribución de velocidades de MB? (si queda tiempo)
8. Transporte del calor
8.1 Mecanismos del transporte del calor. Conducción del calor. Ley de Fourier. Convección. Radiación.
8.2 Ecuación de conducción del calor.
Actividades formativas y Metodología
| Título | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|
| Tipo: Dirigidas | |||
| clases de problemas | 14 | 0,56 | CM01, CM02, KM04, SM01, SM02, CM01 |
| Clases de teoría | 28 | 1,12 | CM02, KM01, KM04, SM01, CM02 |
| Tipo: Supervisadas | |||
| Seminarios y actividades de grupo | 8 | 0,32 | CM01, CM02, KM01, KM04, SM01, SM02, CM01 |
| Tipo: Autónomas | |||
| estudio autónomo | 90 | 3,6 | CM01, CM02, KM01, KM04, SM01, SM02, CM01 |
Esta asignatura proporciona una introducción a la visión microscópica y macroscópica de la materia. En algunos temas, en los que las ecuaciones son relativamente simples, la descripción es más cuantitativa; en otros, es más cualitativa, procurando introducir un marco conceptual claro, en el que se pueda plantear de forma adecuada y natural preguntas que lleven a interesarse por el desarrollo ofrecido por las asignaturas de los cursos posteriores. Se procura, en la medida de lo posible, que la asignatura permita entrar en contacto con algunas de las fronteras más activas de la física actual, para que el estudiante pueda tener ya la sensación de que se encuentra en una ciencia viva. Y también se tratará de poner de manifiesto la relación entre la física y la naturaleza, la vida cotidiana y la tecnología.
Nota: se reservarán 15 minutos de una clase, dentro del calendario establecido por el centro/titulación, para la complementación por parte del alumnado de las encuestas de evaluación de la actuación del profesorado y de evaluación de la asignatura/módulo.
Nota: se reservarán 15 minutos de una clase dentro del calendario establecido por el centro o por la titulación para que el alumnado rellene las encuestas de evaluación de la actuación del profesorado y de evaluación de la asignatura o módulo.
Evaluación
Actividades de evaluación continuada
| Título | Peso | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|---|
| Dos exámenes parciales | 85% | 6 | 0,24 | CM01, CM02, KM01, KM04, SM01, SM02 |
| Evaluación de los seminarios | 15% | 1 | 0,04 | CM01, CM02, KM01, KM04, SM01, SM02 |
| Examen de recuperación | 85% | 3 | 0,12 | CM01, CM02, KM01, KM04, SM01, SM02 |
La evaluación consiste en:
1.- Exámenes (85% de la nota global)
- Se realizarán 2 exámenes parciales, cada uno con el mismo peso
- Examen de recuperación.
2.- Evaluación de los seminarios y actividades en grupo (15% de la nota global)
- En los seminarios los alumnos realizarán diferentes actividades en grupo que serán entregadas y evaluadas. El profesorado se guarda el derecho a hacer alguna pregunta oral a los estudiantes si lo cree conveniente.
La nota se obtendrá pues con la siguiente fórmula: 0.85*(Parcial1 + Parcial2)/2 + 0.15*(seminarios)
Importante: Para superar la asignatura será necesario que la nota de cada examen parcial sea superior a 4 (sobre 10) y la media del curso superior a 5.
Recuperación: Para poder acudir al examen de recuperación el alumnado debe haberse examinado de los dos parciales. Se recupera cada parcial por separado.
Quien quiera subir nota puede acudir al examen de recuperación. Si la nota que saca al examen de recuperación (en cada parcial) es hasta 1.5 puntos inferior a la nota del parcial, guardamos la nota del parcial (a menos que saque menos de 4). Si cree que no sube la nota, puede no entregar el examen.
EVALUACIÓN UNICA
El alumnado que se haya acogido en la modalidad de evaluación única deberá realizar una prueba final que consistirá en un examen escrito que constará de la resolución de problemas y cuestiones teóricas sobre todo el contenido del curso. Esta prueba se realizará al mismo día que el segundo examen de la evaluación continua (segundo parcial). A continuación, el mismo día, deberá realizar un examen oral que sustituye a la evaluación de los seminarios y actividades en grupo.
La calificación final se obtiene de la misma forma queen la evaluación continua: el examen pesa el 85% de la nota final (los dos bloques pesan lo mismo) y el examen oral el 15%.
Importante: Para promediar con la otra 15% de la nota, se debe sacar al examen una nota superior o igual a 4 sobre 10.
Si la nota del examen no llega a 4 o la nota final no alcanza 5, habrá un examen de recuperación que se celebrará en la fecha que fije la coordinación de la titulación. El examen de recuperación seguirá el mismo procedimiento que el de la única evaluación.
Bibliografía
P. Tipler y A. Mosca, Fisica, 6 edición, Editorial Reverté, Barcelona
Transparencias del profesorado.
Software
No es necesario utilizar software en esta asignatura
Grupos e idiomas de la asignatura
La información proporcionada es provisional hasta el 30 de noviembre de 2025. A partir de esta fecha, podrá consultar el idioma de cada grupo a través de este enlace. Para acceder a la información, será necesario introducir el CÓDIGO de la asignatura
| Nombre | Grupo | Idioma | Semestre | Turno |
|---|---|---|---|---|
| (PAUL) Prácticas de aula | 1 | Catalán | segundo cuatrimestre | manaña-mixto |
| (PAUL) Prácticas de aula | 2 | Catalán | segundo cuatrimestre | tarde |
| (SEM) Seminarios | 11 | Catalán | segundo cuatrimestre | manaña-mixto |
| (SEM) Seminarios | 12 | Catalán | segundo cuatrimestre | manaña-mixto |
| (SEM) Seminarios | 21 | Catalán | segundo cuatrimestre | tarde |
| (SEM) Seminarios | 22 | Catalán | segundo cuatrimestre | tarde |
| (TE) Teoría | 1 | Catalán | segundo cuatrimestre | manaña-mixto |
| (TE) Teoría | 2 | Catalán | segundo cuatrimestre | tarde |