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Programa

CURSO: ONDAS Y CALOR
TRADUCCIÓN: WAVES AND HEAT
SIGLA: FIS1522
CRÉDITOS: 10                 
MÓDULOS: 06
REQUISITOS: (FIS1512 y MAT1512) ó (ICE1013 y MAT1512)
DISCIPLINA: FÍSICA       
                           

I. DESCRIPCIÓN
    
Conceptos fundamentales de los fenómenos ondulatoriola y termodinámico (movimiento periódico, ondas, mecánicas, sonido, temperatura, propiedades térrmicas de la materia, calor y primera ley de la termodinámica, segunda ley de la termodinámica, la luz, óptica geométrica, interferencia, difracción).
                                                                   

II. OBJETIVOS

1. Comprender los conceptos fundamentales de los fenómenos ondulatorios y termodinámicos, desarrollándose una intuición física que le permita enfrentar y resolver problemas concretos a partir de consideraciones básicas.

 
III. CONTENIDOS

1. Movimiento Periódico.
           
1.1 Movimiento armónico simple: masa a un resorte.                                                    

1.2 Movimiento armónico simple movimiento circular

1.3 Energía en el movimiento armónico simple.

1.4 Péndulo.

1.4.1 Péndulo simple.

1.4.2 Péndulo físico.

1.6 Oscilaciones amortiguadas.

1.7 Oscilaciones forzadas y resonancia.

1.8 Movimiento caótico.


2. Ondas Mecánicas.

2.1 Pulso ondulatorio.

2.2 Ondas períodicas.

2.3 Ondas armónicas.                  

2.4 Tipos de ondas mecánicas.

2.4.1 Onda transversal.

2.4.2 Velocidad de onda transversal.

2.4.3 Onda longitudinal.

2.4.4 Velocidad  de onda longitudinal.

2.5 Energía transmitida por una onda                  

2.6 Superposición e interferencia de ondas armónicas

2.7 Ondas estacionarias en una cuerda

2.7.1 Condiciones de borde.

2.7.2 Modos normales.

2.8. Ecuación de onda.


3. Sonido.
           
3.1 Ondas sonoras.

3.2 Intensidad de ondas sonoras.

3.3 Velocidad de ondas sonoras.

3.4 Interferencia: batido.

3.5 Ondas de sonido estacionarias.

3.6 Análisis armónico de ondasóde sonido: tonos musicales.

3.7 Paquetes de onda y dispersión.

3.8 Reflexión, refracción y difracción de ondas sonoras.

3.9 Efecto Doppler.

3.10 Ondas de choque.


4. Temperatura.

4.1 Temperatura y equilibrio térmico.

4.2 Termómetros y escala de temperatura.

4.3 Escala absoluta de temperatura.

4.4 Expansión térmica. Cantidad de calor.

4.5 Calorimetría.
           
4.6. Mecanismos de transferencia de calor


5. Propiedades téórmicas de la materia.

5.1 Ecuaciónn de estado.

5.2 Propiedades moleculares de la materia.                            

5.3 Interpretación molecular de la temperatura: Teoría cinética de los gases.          

5.4 Fases de la materia.

5.5 Ecuación de van der Waals.


6. Calor y primera Ley de la Termodinámica.

6.1 Capacidad calórica y calor específico.

6.2 Cambio de fase y caloríalatente.

6.3 Transferencia de energía térmica.           

6.4 Primera Ley de la Termodinámica.

6.5 Energía interna de un gas ideal.

6.6 Trabajo y diagrama PV de un gas ideal.

6.7 Capacidad calórica y teorema de equipartición de la energía.

6.8 Expansión adiabática de un gas.


7. Segunda Ley de la Termodinámica ámica.

7.1 Máquinas térmicas

7.2 Segunda Ley de la termodinámica.

7.3 Máquinas de combustión interna.

7.4 Refrigeradores.

7.5 Ciclo de Carnot.

7.6 Bomba de calor.

7.7 Entropía desórden.
            

8. La Luz.

8.1 Naturaleza de la luz.

8.2 Rayos de luz.

8.3 Reflexión y refracción.

8.4 Reflexión total interna.  
           

9. Óptica geométrica.

9.1 Reflexión en  una superficie plana. 

9.2 Reflexión en una superficie esférica.

9.3 Refracción en superficie esférica.

9.4 Lentes delgadas.

9.5 Sistemas ópticos de formación de imagen.

9.5.1 La cámara.

9.9.2 El ojo.

9.5.3 La lupa.

9.5.4 El microscopio.

9.5.5 El telescopio.

9.5.6 Aberraciones.


10. Interferencia.

10.1 Interferencia y fuentes coherentes.

10.2 Interferencia de dos fuentes puntuales.

10.3 Distribución de intensidades.

10.4 Interferencia en películas delgadas.


11. Difracción.
          
11.1 Difracción de Fraunhofer.

11.2 Difracción por una rendija.

11.3 Experimento de Young.

11.4 Rendijas múltiples.

11.5 Red de difracción.

11.6 Aperturas circulares y poder de resolución.

11.7 Holografía.


IV. METODOLOGÍA

- Laboratorio.
- Cátedra.


V. EVALUACIÓN

- Laboratorio: 30%
- Cátedra: 70%


VI. BIBLIOGRAFÍA

Mínima:

Halliday D., Resnick R., Walker J. Fundamentals of Physics, Caps. 14, 17-22, 39-41, Wiley 1993.

Tippler P.A. Physics for Scientist and Engineers, Caps. 12-17, 30-33,  Worth, 1990.
                                               
Young H.D. University Physics, Caps. 13, 19-21, 15-18, 34-38, Addison- Wesley 1996.



PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CHILE*