Física Moderna:
Book trailer -- Descripción -- Contenido -- Perfil del lector -- ¿Dónde puedo comprarlo? -- Manual de soluciones
FÍSICA MODERNA: relatividad, mecánica cuántica, estructura de la materia, astrofísica y cosmología
(enero 2022)
Book trailer:
Descripción:
"Física Moderna" presenta una introducción atractiva y actualizada a la teoría de la relatividad, la mecánica cuántica, la estructura de la materia a todas las escalas (átomos, moléculas, sólidos, núcleos y partículas elementales), así como a la astrofísica y a la cosmología. Este libro de texto está dirigido especialmente a estudiantes de física en su primer o segundo año de universidad, pero también es ideal para los estudiantes de todos los grados de ciencias (química, ingeniería, biología, etc.), así como para estudiantes de secundaria que quieran profundizar en los temas clave de la física actual.
"Física Moderna" puede ser utilizado como libro principal en un curso específico de introducción a la física moderna o como complemento en cualquier curso de física general universitaria. Contiene numerosos ejemplos resueltos, así como comentarios adicionales y múltiples recomendaciones bibliográficas para ampliar conocimientos. Además, se incluyen más de 400 cuestiones y problemas, cuyas soluciones completas se pueden encontrar en un manual que se distribuye por separado. Aunque la obra está concebida para ser autocontenida, se presupone que el lector ya ha tenido cierta exposición a la mecánica de Newton y al electromagnetismo en forma de un curso en secundaria o un semestre en la universidad. Con respecto al nivel de matemáticas, se supone un nivel elemental de álgebra y cálculo como el que proporcionan los últimos cursos de la educación secundaria.
Contenido:
Relatividad I: cinemática. Relatividad newtoniana. Los postulados de la relatividad especial. Las transformaciones de Lorentz. Dilatación del tiempo y contracción de la longitud. El efecto Doppler relativista. Transformación de las velocidades. La paradoja de los gemelos y otras sorpresas. Diagramas de Minkowski: espacio-tiempo y causalidad. Ejercicios.
Relatividad II: dinámica y gravitación. Momento lineal relativista. Energía relativista. Algunas consecuencias de los principios de conservación. El concepto de fuerza en mecánica relativista. Relatividad general y el principio de equivalencia. Algunas consecuencias del principio de equivalencia. La curvatura del espacio-tiempo. Agujeros negros. Ondas gravitacionales. Ejercicios.
Mecánica cuántica I: dualidad onda-corpúsculo. Breve repaso de la teoría clásica de la radiación. Radiación térmica y cuerpo negro: ley de Planck. El efecto fotoeléctrico . El efecto Compton. Ondas de materia. Interpretación de la función de onda. El principio de incertidumbre de Heisenberg. Algunas consecuencias del principio de incertidumbre. Ejercicios.
Mecánica cuántica II: la ecuación de Schrödinger. La ecuación de Schrödinger en una dimensión. Partícula en un pozo de potencial infinito. Pozo de potencial finito. Valores esperados y operadores. El oscilador armónico cuántico. Reflexión y transmisión de ondas: el efecto túnel. Ejemplos y aplicaciones del efecto túnel. Ejercicios.
Mecánica cuántica III: la estructura del átomo. Espectros atómicos. Modelo de Bohr del átomo de hidrógeno. La ecuación de Schrödinger en tres dimensiones. Teoría cuántica del átomo de hidrógeno. El espín del electrón. El efecto Zeeman. El momento angular y el efecto espín-órbita. La ecuación de Schrödinger para dos o más partículas. La tabla periódica. Espectro ópticos y de rayos X. Ejercicios.
Física estadística. Introducción. Ecuación de estado de los gases ideales. Calor. Temperatura y factor de Boltzmann. Teoría cinética de los gases. Equipartición de la energía. Función de partición. Mecánica estadística de un gas ideal. Mecánica estadística de un gas de fotones. Fonones. El gas de Fermi. Ejercicios.
Física molecular. Introducción. Enlace iónico. Enlace covalente. Otros enlaces: van der Waals y puentes de hidrógeno. Espectros moleculares. Espectros rotacionales. Espectros vibro-rotacionales. Espectros electrónicos. Efecto invernadero y cambio climático. Ejercicios.
Física del estado sólido. La estructura de los sólidos. Descripción clásica de la conducción eléctrica. El gas de electrones de Fermi. Teoría cuántica de la conducción eléctrica. Niveles energéticos en un sólido: bandas de energía. Semiconductores. Uniones y dispositivos semiconductores. Superconductividad. Ejercicios.
Física nuclear. Introducción. Propiedades de los núcleos. La fuerza nuclear. Radiactividad. Reacciones nucleares. Fisión nuclear. Fusión nuclear. Aplicaciones de la física nuclear. Ejercicios.
Física de partículas. Partículas elementales. Interacciones fundamentales. Leyes de conservación. Detección de partículas elementales. El modelo de quarks. Cromodinámica cuántica (QCD). La teoría electrodébil. Más allá del modelo estándar. Ejercicios.
Astrofísica. El Sistema Solar: características generales y formación. El Sol. Planetas y otros astros en el Sistema Solar. Las estrellas. La Vía Láctea. Galaxias. Materia y energía oscura. Ejercicios.
Cosmología. Observaciones cosmológicas. Las ecuaciones del Universo. La geometría del Universo. La constante cosmológica. Modelos del Universo. Parámetros observacionales. La radiación de fondo de microondas. La física del Universo temprano. Nucleosíntesis primordial. El Universo inflacionario. Epílogo. Ejercicios.
Perfil del lector:
Este libro de texto está pensado especialmente para estudiantes de física en su primer año de universidad, pero también es ideal para todos los estudiantes de grados de ciencias (química, ingeniería, biología, etc.) que quieran aprender los fundamentos de la relatividad y de la mecánica cuántica o cualquiera de los temas afines. También está pensado para estudiantes avanzados de secundaria que quieran profundizar en los temas clave de la física moderna. Por otra parte, al escribir este libro, también he tenido muy cuenta a aquellos autodidactas de todas las edades que quieran acercarse a estos temas y, en este sentido, los diversos bloques del libro son relativamente independientes y no tienen porque leerse de forma secuencial. Después de todo, parte de la filosofía de este libro es presentar “todo lo que un físico debería saber” (aparte, por supuesto, de la mecánica clásica y el electromagnetismo).
¿Dónde puedo comprarlo?
La versión electrónica a un precio inmejorable (< 10€) y la versión en tapa blanda ya están disponibles en todas las tiendas de Amazon:
Y en todas las tiendas de Amazon del mundo.
Manual de soluciones
El manual de soluciones con las soluciones detalladas de todos los problemas y cuestiones de "Física Moderna" ya está disponible:
