MÓDULO 1. INTRODUCIÓN A LA FÍSICA UNIDAD DIDÁCTICA 1. NOCIONES INTRODUCTORIAS DE FÍSICA La ciencia - El método científico El Sistema Internacional de Unidades Física clásica Física moderna - Relatividad - Física nuclear UNIDAD DIDÁCTICA 2. CINEMÁTICA Fundamentos básicos de la cinemática - Desplazamiento - Trayectoria - Velocidad - Aceleración Tipos de movimientos - Movimiento rectilíneo - Movimiento circular - Movimiento parabólico UNIDAD DIDÁCTICA 3. DINÁMICA Introducción a la dinámica Leyes de Newton - Segunda ley de Newton o ley fundamental de la dinámica Fuerzas de rozamiento - Fuerza de rozamiento estática - Fuerza de rozamiento dinámica El impulso mecánico y el movimiento - Cantidad de movimiento Momento de inercia - Momento de inercia de un punto material - Momento de inercia de un sólido rígido Momento angular - Momento angular de un punto material - Momento angular de un sólido rígido UNIDAD DIDÁCTICA 4. MOVIMIENTO OSCILATORIO Nociones generales del movimiento oscilatorio - Cinemática del movimiento armónico simple - Dinámica del movimiento armónico simple El péndulo simple Movimiento ondulatorio UNIDAD DIDÁCTICA 5. ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO Conceptos fundamentales de electrotecnia Terminología Magnitudes eléctricas Unidades y conversiones Magnetismo - Conceptos y leyes básicas - Magnitudes magnéticas UNIDAD DIDÁCTICA 6. ÓPTICA La luz El espectro electromagnético Características físicas de las radiaciones electromagnéticas Espejos y lentes - Espejos - Lentes UNIDAD DIDÁCTICA 7. TERMODINÁMICA. CALOR Y TRABAJO Generalidades de la termodinámica - Definición de sistema termodinámico y de entorno - Tipos de sistemas termodinámicos - Variables termodinámicas - Calor específico de una sustancia - Capacidad calórica molar de una sustancia Primera ley de la termodinámica. Aplicación a las reacciones químicas - Transferencia de calor a presión constante. Concepto de entalpía (H) Reacciones endotérmicas y exotérmicas Segunda Ley de la Termodinámica Tercera Ley de la Termodinámica MÓDULO 2. FÍSICA CUÁNTICA UNIDAD DIDÁCTICA 1. INTRODUCCIÓN A LA FÍSICA CUÁNTICA La ciencia - El método científico El Sistema Internacional de Unidades Física clásica Física moderna - Relatividad - Física nuclear ¿Qué es la física cuántica? - Comienzo de la física cuántica - Desarrollo histórico de la física cuántica UNIDAD DIDÁCTICA 2. ÁTOMOS, ELECTRONES Y FOTONES Nociones básicas sobre la estructura atómica - Propiedades de los átomos - Masa atómica Introducción al espectro electromagnético ¿Qué es el espectro electromagnético? Cuantos de energía. Postulado de Planck Principio de dualidad. Postulado de De Broglie Modelo atómico de Bohr UNIDAD DIDÁCTICA 3. EFECTO ELECTROMAGNÉTICO Introducción al efecto fotoeléctrico La luz como una onda Explicación de Albert Einstein El efecto Compton Frecuencia de la luz y la frecuencia umbral v0 Tendencia de la amplitud de onda UNIDAD DIDÁCTICA 4. NÚMEROS CUÁNTICOS Y ORBITALES Dualidad onda-corpúsculo. Principio de incertidumbre de Heisenberg Modelo mecano-cuántico del átomo Estructura del átomo - Núcleo atómico - Corteza atómica: números cuánticos - Aspectos espaciales de los orbitales atómicos Configuración electrónica Números cuánticos y orbitales atómicos UNIDAD DIDÁCTICA 5. NÚCLEOS Núcleo atómico Masas nucleares - Unidad de masa atómica - Medida de masa de núcleos - Energía de la ligadura Propiedades de la estructura nuclear Tamaño de los núcleos Ley de desintegración radiactiva Teoría cuántica de la desintegración radiactiva Desintegración nuclear - Teoría de la desintegración alfa - Teoría de la desintegración beta - Teoría de la desintegración gamma UNIDAD DIDÁCTICA 6. EL CAMPO DE PUNTO CERO ¿Qué es el campo punto cero? Partículas virtuales Efecto Casimir - Efecto Casimir estático - Efecto Casimir dinámico UNIDAD DIDÁCTICA 7. APLICACIONES DE LA FÍSICA CUÁNTICA Introducción a las aplicaciones de la física cuántica Transistor El láser Otras aplicaciones de la física cuántica MÓDULO 3. FÍSICA DE PARTÍCULAS UNIDAD DIDÁCTICA 1. MATEMÁTICAS AVANZADAS I Introducción a la topología de variedades. - Conceptos de interés. - Base de una topología. - Propiedades topológicas. - Homeomorfismos. Álgebra tensorial en variedades. Geometría Riemanniana. - Métrica Riemanniana. - Variedades Riemannianas. - Cálculo en variedades Riemannianas. UNIDAD DIDÁCTICA 2. MATEMÁTICAS AVANZADAS II Grupos y álgebras de Lie. - Ley de composición. - Constantes de estructura. - Álgebra del grupo. - Álgebra de Lie. - Representación adjunta del grupo. - Acción del grupo de Lie sobre una variedad. - Álgebras nilpotentes, resolubles y semisimples. Introducción a la Teoría de Representaciones de Grupos y Álgebras. - Derivaciones. - Representaciones. - Módulos de peso máximo. Álgebras envolventes. - Álgebra tensorial. - El teorema de Poincaré-Birkhoff-Witt. Cohomología de álgebras de Lie. UNIDAD DIDÁCTICA 3. MODELO ESTÁNDAR DE LA FÍSICA DE PARTÍCULAS Evolución de los modelos. Modelo estándar de la física de partículas. - Interacciones fundamentales de la materia. - Partículas mediadoras de fuerzas (bosones). - Bosón de Higgs. - Insuficiencias del modelo estándar. - Alternativas al modelo estándar. UNIDAD DIDÁCTICA 4. FÍSICA EXPERIMENTAL DE PARTÍCULAS Técnicas en física experimental de partículas. Aceleradores. - Partes de un acelerador. - Tipologías. - Aceleradores de corriente continua. - Radiofrecuencia. Detectores. Pruebas experimentales. - Medidas de propiedades. UNIDAD DIDÁCTICA 5. SIMETRÍAS Y LEYES DE CONSERVACIÓN Introducción a las simetrías y leyes de conservación. Invariancia relativista. Espacio: rotación y traslación. - Invariancia bajo traslaciones. - Invariancia bajo rotaciones. La invariancia gauge. Simetrías. Leyes de conservación en interacciones fundamentales. UNIDAD DIDÁCTICA 6. FÍSICA DE ASTROPARTÍCULAS Introducción a la astrofísica de altas energías. Composición del universo: materia y energía oscura. Formación de estructuras en el universo. El Large Hadron Collider (LHC). Cosmología de rayos gamma. Detección directa e indirecta de materia oscura. Neutrinos, rayos cósmicos y antimateria en el universo. - Neutrinos. - Rayos cósmicos. - Antimateria. MÓDULO 4. FÍSICAS GALÁCTICAS Y EXTRAGALÁCTICAS UNIDAD DIDÁCTICA 1. LA VÍA LÁCTEA Historia de la Vía Láctea Componentes de la Vía Láctea - Halo - Disco - Bulbo galáctico El medio interestelar - Polvo interestelar - Gas interestelar Poblaciones estelares Rotación galáctica - La Ley de rotación de la Vía Láctea UNIDAD DIDÁCTICA 2. DINÁMICA ESTELAR EN LAS GALAXIAS El hdrógeno neutro y el efecto Doppler - Efecto Doppler Movimiento bajo gravedad: la gravitación universal - Los cuerpos oscuros de Laplace Determinación de las distancias hasta las estrellas Distribución de las estrellas en la Vía Láctea Fotometría y magnitud UNIDAD DIDÁCTICA 3. GALAXIAS ELÍPTICAS La Secuencia de Hubble Aspecto tridimensional de las galaxias elípticas Tipos de galaxias elípticas Materia oscura - Componentes de la materia oscura Agujeros negros Brillo superficial UNIDAD DIDÁCTICA 4. GALAXIAS ESPIRALES E IRREGULARES Características de las galaxias espirales Geometría de los brazos espirales - Grado de enrollamiento (Pitch-Angle) Teoría de las ondas de densidad - Epiciclos - Resonancias de Lindblad y corrotación El disco galáctico en galaxias espirales - Alabeos galácticos Galaxias irregulares - Tipos de galaxias irregulares UNIDAD DIDÁCTICA 5. ASTRONOMÍA EXTRAGALÁCTICA La era extragaláctica - Hacia una definición de galaxia Galaxias activas - Espectro óptico Tipos de galaxias activas - Galaxias Seyfert - Radiogalaxias - Cuásares Grupo Local - Movimientos propios de las galaxias cercanas Movimiento propio de las Nubes de Magallanes UNIDAD DIDÁCTICA 6. CÚMULOS DE GALAXIAS Introducción a los cúmulos de galaxias - Identificación de cúmnulos Teorema del Virial - Riqueza y galaxias cD Emisión de rayos X y Bremsstrahlung Lentes gravitacionales Distribución de la materia, formación y evolución de cúmulos Supercúmulos y estructura a gran escala MÓDULO 5. FÍSICA NUCLEAR UNIDAD DIDÁCTICA 1. ESTRUCTURA NUCLEAR Introducción a la física nuclear. Núcleo atómico. Masas nucleares. - Unidad de masa atómica. - Medida de masa de núcleos. - Energía de la ligadura. Propiedades de la estructura nuclear. Tamaño de los núcleos. UNIDAD DIDÁCTICA 2. FÍSICA HADRÓNICA Estructura del nucleón: conceptos generales. - Modelo estándar de la física de partículas. Difusión elástica electrón nucleones. - Cinemática de la difusión de electrones. - Sección eficaz de Rutherford. - Sección eficaz de Mott. - Dispersión de electrones por núcleos. - Factores de forma. Difusión inelástica. UNIDAD DIDÁCTICA 3. MODELOS DE CAPAS Modelos nucleares: modelos de capas y modelos colectivos. Propiedades de los núcleos con A impar. Modelos de capas. - Modelo de capas esférico. Modelos colectivos. - Modelo del gas de Fermi. - Modelo de la gota líquida. - Modelo vibracional. - Modelo rotacional. Modelo unificado. UNIDAD DIDÁCTICA 4. DECAIMIENTOS NUCLEARES Ley de desintegración radiactiva. Teoría cuántica de la desintegración radiactiva. Desintegración nuclear. - Teoría de la desintegración alfa. - Teoría de la desintegración beta. - Teoría de la desintegración gamma. UNIDAD DIDÁCTICA 5. INTRODUCCIÓN A LAS REACCIONES NUCLEARES Las reacciones nucleares como fuente de energía. - Secciones eficaces. - Reacciones nucleares: tipologías. Fisión nuclear. - Energía. - Reacción de fisión controlada. - Reactor de fisión. Fusión nuclear. - Procesos básicos. - Características. - Reactor de fusión. El reactor nuclear. - Componentes del núcleo. - Reactores nucleares: tipologías. UNIDAD DIDÁCTICA 6. ASTROFÍSICA NUCLEAR Breve historia del Universo. El modelo estelar. Diagrama de Hertzsprung-Russell y evolución estelar. Neutrinos solares. Radiación cósmica. Cosmocronología. Nucleosíntesis primigenia. Nucleosíntesis estelar para A60. - Escenarios estelares. - Captura lenta de neutrones (proceso s). - Captura rápida de neutrones (proceso r). - Captura rápida de protones (proceso rp).