"Conceptos de física moderna" - Arthur Beiser

CONCEPTS OF MODERN PHYSICS - ARTHUR BEISER - PDF

Si quieren aprender física moderna en bolitas y palitos, éste es un buen libro.

  1. Relatividad
    • Relatividad especial
      Todo el movimiento es relativo; la velocidad de la luz en el vacío es la misma para todos los observadores
    • Dilatación del tiempo
      Un reloj en movimiento funciona mas lento que un reloj en reposo
    • Efecto Doppler
      Por qué se cree que el Universo está en expansión
    • Contracción de longitud
      Mas rápido, significa mas corto
    • Paradoja de los gemelos
      Una vida mas larga, pero no se percibiría como mas larga
    • Electricidad y magnetismo
      El puente es la relatividad
    • Momento relativista
      Redefiniendo una cantidad importante
    • Masa y energía
      De dónde viene E0=mc2
    • Energía y momento
      Como encajan en la relatividad
    • Relatividad general
      La gravedad es una deformación del espacio tiempo
    • APENDICE IX I: Transformaciones de Lorentz
    • APENDICE IX II: Espacio tiempo
  2. Propiedades de partícula en ondas
    • Ondas electromagnéticas.
      Oscilaciones eléctricas y magnéticas acopladas que se mueven a la velocidad de laluz y exhiben el comportamiento típico de las ondas
    • Radiación del cuerpo negro.
      Solo la teoría cuántica de la luz puede explicar su origen
    • Efecto fotoeléctrico.
      La energía de los electrones liberados por la luz dependen de la frecuencia de la luz
    • ¿Qué es la luz?
      Ambas, onda y partícula
    • Rayos X
      Consisten en fotones de alta energía
    • Difracción de rayos X
      Como la longitud de onda de los rayos X puede ser determinada
    • Efecto compton
      Confirmación adicional del modelo de fotón
    • Producción de pares
      Energía en la materia
    • Fotones y gravedad
      Aunque carecen de masa en reposo, los fotones se comportan como si tuvieranmasa gravitatoria
  3. Propiedades de onda en partículas
    • Ondas de De Broglie
      Un cuerpo en movimiento se comporta en ciertas formas como una onda
    • ¿Ondas de qué?
      Ondas de probabilidad
    • Describiendo una onda
      Una fórmula general para ondas
    • Velocidades de fase y grupo
      Un grupo de ondas necesitan no tener la misma velocidad que las ondas en si mismas
    • Difracción de partículas
      Un experimento que confirma la existencia de las ondas de De Broglie
    • Partícula en una caja
      Por qué la energía de una partícula confinada es cuantizada
    • Principio de incertidumbre I
      No podemos conocer el futuro porque no podemos conocer el presente
    • Principio de incertidumbre II
      Un enfoque de partículas da el mismo resultado
    • Aplicando el principio de incertidumbre
      Una herramienta útil, no solo una declaración negativa
  4. Estructura atómica
    • El átomo nuclear
      La mayor parte del átomo es espacio vacío
    • Orbitas de electrones
      El modelo planetario de un átomo y por qué falla
    • Espectro atómico
      Cada elemento tiene una línea esectral característica
    • Átomo de Bohr
      Ondas de electrón en el átomo
    • Niveles de energía y espectro
      Un fotón es emitido cuando un electrón salta de un nivel de energía a otro nivel mas bajo
    • Principio de correspondencia
      Cuanto mayor sea el número cuántico, más se acerca la física cuántica a la física clásica
    • Movimiento nuclear
      La masa del núcleo afecta la longitud de onda de las lineas espectrales
    • Excitación atómica
      Cómo los átomos absorben y emiten energía
    • El laser
      Cómo producir ondas de luz
    • APENDICE IX: Dispersión de Rutherford
  5. Mecánica cuántica
    • Mecánica cuánica
      La mecánica clásica es una aproximación de mecánica cuántica
    • Ecuación de onda
      Puede tener una variedad de soluciones, incluyendo complejas
    • Ecuación de Schrödinger: Forma dependiente del tiempo
      Un principio básico de física que no puede ser derivado de ningún otro
    • Linearidad y superposición
      Agregar funciones de onda, no probabilidades
    • Valores de expectación
      Como extraer información de una función de onda
    • Operadores
      Otra forma de encontrar valores de expectación
    • Ecuación de Schrödinger: Forma de estado estable
      Eigenvalores y eigenvectores
    • Partícula en una caja
      Cómo las condiciones de frontera y la normalización determinan las funciones de onda
    • Pozo de potencial finito
      La función de onda penetra los muros, los cuales bajan los niveles de energía
    • Efecto tunel
      Una partícula sin energía para pasar sobre una barrera de potencial puede atravesarla mediante una tunelización
    • Oscilador armónico
      Sus niveles de energía están espaciados uniformemente
    • APENDICE IX: El efecto tunel
  6. Teoría cuántica del átomo de Hidrógeno
    • Ecuación de Schrödinger para el átomo de Hidrógeno
      La simetría sugiere coordenadas polares esféricas
    • Separación de variables
      Una ecuación diferencial para cada variable
    • Números cuánticos
      3 dimensiones, 3 números cuánticos
    • Número cuántico principal
      Cuantización de energía
    • Número cuántico orbital
      Cuantización de la magnitud del momento angular
    • Número cuántico magnético
      Cuantización de la dirección del momento angular
    • Densidad de probabilidad del electrón
      Órbitas no definidas
    • Transiciones radiactivas
      Qué pasa cuando un electrón va de un estado a otro
    • Reglas de selección
      Algunas transiciones son mas proclives a ocurrir que otras
    • Efecto Zeeman
      Como los átomos interactuan con el campo magnético
  7. Átomos con muchos electrones
    • Spin del electrón
      Vuelta y vuelta por siempre
    • Principio de exclusión
      Un conjunto diferente de números cuánticos por cada electrón en un átomo
    • Funciones de onda simétricas y asimétricas
      Fermiones y bosones
    • Tabla periódica
      Organizando los elementos
    • Estructuras atómicas
      Capas y subcapas de electrones
    • Explicando la tabla periódica
      Cómo la estructura de los electrones de un átomo determinan su comportamiento químico
    • Acoplamiento spin-orbita
      Momento angular vinculado magnéticamente
    • Momento angular total
      Magnitud y dirección son cuantizadas
    • Espectro de Rayos X
      Surgen de transiciones a capas interiores
    • APENDICE IX: Espectro atómico
  8. Moléculas
    • Enlace molecular
      Las fuerzas eléctricas mantienen unidos a los átomos para formar moléculas
    • Compartiendo electrones
      El mecanismo del enlace covalente
    • Ion molecular H2+
      El enlace requiere una función de onda simétrica
    • Molécula de Hidrógeno
      Los spins de los electrones deben ser antiparalelos
    • Moléculas complejas
      La geometría depende de la función de onda de los electrones fuera de sus átomos
    • Niveles de energía rotacional
      El espectro rotacional molecular está en la región de microondas
    • Niveles de energía vibracional
      Una molécula debe tener muchos modos diferentes de vibración
    • Espectro electronico de moléculas
      Como ocurren la floresencia y fosforesencia
  9. Mecánica estadística
    • Distribuciones estadísticas
      3 tipos diferentes
    • Estadística Maxwell-Boltzmann
      Las partículas clásicas como las moléculas de gas las obedecen
    • Energías moleculares en un gas ideal
      Varían en un promedio de 3/2kT
    • Estadística cuántica
      Bosones y fermiones tienen diferentes funciones de distribución
    • Fórmula Rayleigh-Jeans
      Aproximación clásica a la radiación de cuerpo negro
    • Ley de radiación de Plank
      Como se comporta un gas de fotones
    • Enfoque de Einstein
      Introduciendo emisión simulada
    • Calor específico de sólidos
      La física clásica falla de nuevo
    • Electrones libres en un metal
      No mas de un electrón por estado cuántico
    • Distribución de energía del electrón
      Por qué los electrones en un metal no contribuyen a su calor específico, excepto en temperaturas muy altas y muy bajas
    • Estrellas moribundas
      Qué pasa cuando las estrellas se terminan su combustible
  10. Estado sólido
    • Solidos cristalinos y amorfos
      Orden de rango largo y rango corto
    • Cristales iónicos
      La atracción de opuestos puede producir una unión estable
    • Cristales covalentes
      Los electrones compartidos conducen a enlaces mas fuertes
    • Enlace de Van Der Waals
      Débil, pero en todos lados
    • Enlace metálico
      Un gas de electrones libres es responsable por las propiedades características de un metal
    • Teoría de banda de sólidos
      La estructura de banda de energía de un sólido, determina si es un conductor, aislante o semiconductor
    • Dispositivos semiconductores
      Las propiedades de la unión p-n son responsables de la industria microelectrónica
    • Bandas de energía: Análisis alternativo
      Cómo la periodicidad de una red cristalina conduce a bandas permitidas y restringidas
    • Superconductividad
      Nada de resistencia, pero solo a muy bajas temperaturas
    • Enlace de pares de electrones
      La clave de la superconductividad
  11. Estructura nuclear
    • Composición nuclear
      El núcleo atómico de un mismo elemento tiene el mismo número de protones pero puede tener diferente número de neutrones
    • Algunas propiedades nucleares
      Tamaño pequeño, un nucleo debe tener un momento angular y un momento magnético
    • Nucleo estable
      Por qué algunas combinaciones de neutrones y protones son mas estables que otros
    • Energía de unión
      La energía perdida que mantiene un nucleo junto
    • Modelo de gota
      Una explicación simple para la curva de energía de unión
    • Modelo de capas
      Números mágicos en el núcleo
    • Teoría de mesones de fuerzas nucleares
      Intercambio de partículas puede producir atracción y repulsión
  12. Transformaciones nucleares
    • Decaimiento radiactivo
      5 tipos
    • Vida media
      Menos y menos, pero siempre queda algo
    • Series radiactivas
      4 secuencias de decaimiento que cada una termina en una hija estable
    • Decaimiento alfa
      Imposible en física clásica, sin embargo, ocurre
    • Decaimiento beta
      Por qué el neutrino debería existir y como fue descubierto
    • Decaimiento gamma
      Como en un átomo excitado, un nucleo excitado puede emitir un fotón
    • Sección cruzada
      Una medida de la probabilidad de una interacción particular
    • Reacciones nucleares
      En muchos casos, un nucleo compuesto es formado primero
    • Fisión nuclear
      Divide y conquistarás
    • Reactores nucleares
      E0=mc2+$$$
    • Fusión nuclear en estrellas
      Cómo el sol y las demás estrellas obtienen su energía
    • Reactores de fusión
      ¿La fuente de energía del futuro?
    • APENDICE: Teoría del decaimiento alfa
  13. Partículas elementales
    • Partículas e interacciones
      Cuál afecta a cual
    • Leptones
      Tres pares de verdaderas partículas elementales
    • Hadrones
      Partículas sujetas a la interacción fuerte
    • Números cuánticos de partículas elementales
      Encontrando orden en el aparente caos
    • Quarks
      Los últimos constituyentes de los hadrones
    • Campo de bosones
      Portadores de interacciones
    • El modelo estándar y mas allá
      Poniendo todo junto
    • Historia del Universo
      Inició con el Bang
    • El futuro
      "En mi inicio, está mi final". (T.S. Eliot, Cuatro cuartetos)

Éste es uno de los libros que me hubiera gustado leer de niño.

Miguel Angel Vargas Cruz
2017-11-19 11:36:29 Post #2258