PROGRAMA DE LA ASIGNATURA
FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA INGENIERÍA
PRIMERO CURSO DE INGENIERO DE TELECOMUNICACIÓN
CURSO 2009/2010
Evaluación
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TEMA 1: INTRODUCCIÓN A LA FÍSICA
¿Qué es la Física? División histórica de la Física. Estructura conceptual de la Física. Interacciones fundamentales de la naturaleza. La ley de gravitación universal. Las ecuaciones de Maxwell. La ley de fuerzas de Lorentz. La estructura lógico-matemática de las teorías físicas. La imagen clásica del universo.
TEMA 2: CINEMÁTICA
Introducción. Sistemas de referencia. Velocidad y Aceleración. Componentes intrínsecas de la aceleración. Movimiento relativo de traslación.
TEMA 3: PRINCIPIOS DE LA DINÁMICA CLÁSICA
Conceptos de fuerza y masa inerte. Leyes de la dinámica clásica. Principio de Relatividad de Galileo. Sistemas no inerciales: Fuerzas de inercia.
TEMA 4: TEOREMAS DE LA DINÁMICA DEL PUNTO MATERIAL.
Cantidad de movimiento. Impulso. Teorema de la cantidad de movimiento. Momento cinético. Teorema del momento cinético. Fuerzas centrales. Energía cinética. Trabajo. Teorema de la energía cinética. Fuerzas conservativas. Energía potencial.
TEMA 5: SISTEMAS DE PARTÍCULAS
Introducción. Fuerzas externas y fuerzas internas. Teorema de la cantidad de movimiento. Centro de masas. Teoremas del centro de masas. Teorema del momento cinético. Teorema de la energía. Trabajo externo y trabajo interno. Sistemas de muchas partículas. Concepto de Temperatura. Primer principio de la Termodinámica: calor y trabajo. Entropía. Segunda ley de la Termodinámica.
TEMA 6: OSCILACIONES
Introducción. Movimiento periódico. Movimiento armónico simple (m.a.s): Definiciones; Otras formas de expresar el m.a.s.; Velocidad y aceleración del m.a.s. Ecuación diferencial del m.a.s. Fasores. Dinámica del m.a.s. libre: Fuerza y energía potencial. El oscilador libre amortiguado: Movimiento subamortiguado. El oscilador forzado sin rozamiento. El oscilador forzado amortiguado. Resonancia. Oscilaciones eléctricas.
TEMA 7: ONDAS
Introducción. Descripción de una onda viajera unidimensional. Ondas transversales y longitudinales. La ecuación de ondas. Principio de superposición. Ondas periódicas. Ondas armónicas. Ondas en tres dimensiones: Ondas planas; Ondas esféricas. El efecto Doppler. Superposición de ondas: Interferencia constructiva y destructiva; Ondas estacionarias; Pulsaciones. El sonido. Velocidad del sonido. Intensidad sonora. Ondas electromagnéticas.
TEMA 8: TEORÍA DE LA RELATIVIDAD ESPECIAL
Introducción. Experimento de Michelson-Morley. Los postulados de la Relatividad Especial. Contracción de longitudes y dilatación del tiempo. Transformaciones de Lorentz. Transformación de velocidades.
TEMA 9: INTRODUCCIÓN A LA MECÁNICA CUÁNTICA
Los fundamentos. La función de onda. Operadores. Autovalores
y autofunciones. Lo que pasa entre medida y medida. Aplicaciones académicas:
El pozo cuadrado infinito; El oscilador cuántico; El átomo de
hidrógeno. El principio de incertidumbre. El efecto túnel. Aplicaciones:
Telecomunicación Cuántica y Criptografía Cuántica.
Los objetivos que pretendemos cubrir en esta asignatura son los siguientes:
1. Dar una visión global y fidedigna de la Física actual.
2. Cumplir con las directrices de los planes de estudio.
3. Especialización basada en prerequisitos formativos demandados por asignaturas tecnológicas ulteriores.
Teniendo en cuenta estas exigencias, el programa está organizado en tres bloques:
1. Mecánica Clásica.
2. Oscilaciones y Ondas.
3. Física Moderna.
Las razones que nos mueven a añadir la Física
Moderna a las partes que constituirían un programa estándar, son:
1. La necesidad, en un curso de Física General, de tratar los aspectos
más importantes de la Física, requiere que una parte del mismo
se dedique a la Física que se ha desarrollado a lo largo del siglo XX,
lo que sin duda dará lugar a una formación básica más
completa del ingeniero.
2. En lo que se refiere a la Física Cuántica, su importancia en
la Física del Estado Sólido,
fundamental en la Ingeniería de Telecomunicación, hace necesario
tratar ciertos aspectos básicos. Además, el desarrollo de nuevas
tecnologías relacionadas con la comunicación cuántica
(Computación Cuántica, Teletransporte, Criptografía Cuántica,
etcétera) revela la importancia de la Mecánica Cuántica
en futuros avances tecnológicos relacionados con la información.
El impedimento más importante para poder impartir toda
la materia del programa es, sin duda, el escaso tiempo del que se dispone. La
forma en que pensamos afrontar este problema se basa en la utilización
de un tratamiento de intensidad variable a las distintas partes que lo configuran,
teniendo en
consideración los dos puntos siguientes:
1. La heterogeneidad en el grado de conocimiento de las diversas
ramas de la
Física con que el estudiante llega a la Universidad.
2. En qué partes del programa se va a profundizar en cursos posteriores.