Física para estudiantes de pregrado

Introducción

Física a nivel universitario proporciona a los estudiantes un conocimiento amplio de la física clásica y moderna, incluyendo temas como mecánica, termodinámica, electromagnetismo, mecánica cuántica y relatividad. Los estudiantes desarrollan sólidas habilidades analíticas y matemáticas, trabajando con ecuaciones basadas en cálculo y datos experimentales. El trabajo de laboratorio desempeña un papel clave en el fortalecimiento de los conceptos teóricos, y los estudiantes suelen involucrarse en física computacional y aplicaciones del mundo real. Este nivel de estudio prepara a los estudiantes para carreras en ciencia, ingeniería e investigación, así como para una mayor especialización en estudios de posgrado.

Todos los capítulos y temas

1.  Mecánica clásica

• 1.1.  dinámica
• 1.1.1.  Movimiento en una dimensión
• 1.1.2.  Movimiento en dos dimensiones
• 1.1.3.  projectile motion
• 1.1.4.  Velocidad relativa
• 1.1.5.  Movimiento circular uniforme
• 1.1.6.  Movimiento circular no uniforme
• 1.1.7.  Sistemas de referencia y transformaciones
• 1.2.  Newton's Laws of Motion
• 1.2.1.  Primera ley del movimiento
• 1.2.2.  Segunda ley del movimiento
• 1.2.3.  Tercera Ley del Movimiento
• 1.2.4.  Aplicaciones de las leyes de Newton
• 1.2.5.  Fricción y sus tipos
• 1.2.6.  Diagrama de Cuerpo Libre
• 1.2.7.  Restricciones y pseudo-fuerzas
• 1.3.  Trabajo y energía
• 1.3.1.  Trabajo realizado por la fuerza
• 1.3.2.  Teorema trabajo-energía
• 1.3.3.  Energía cinética
• 1.3.4.  Energía potencial en la mecánica clásica
• 1.3.5.  Fuerzas conservativas y no conservativas
• 1.3.6.  Conservación de la Energía
• 1.3.7.  Poder y eficiencia
• 1.4.  Velocidad y colisiones
• 1.4.1.  Momento lineal
• 1.4.2.  Conservación del momento
• 1.4.3.  Impulso y fuerza de impacto
• 1.4.4.  Colisión elástica e inelástica
• 1.4.5.  Centro de masa y velocidad
• 1.4.6.  Propulsión de Cohetes
• 1.5.  Movimiento rotacional
• 1.5.1.  Torque y Momento Angular
• 1.5.2.  Momento de inercia
• 1.5.3.  Cinemática Rotacional
• 1.5.4.  Energía Rotacional
• 1.5.5.  Movimiento de rodadura
• 1.5.6.  Precesión y movimiento giroscópico
• 1.6.  Fuerza gravitacional
• 1.6.1.  La ley de la gravitación universal de Newton
• 1.6.2.  Energía potencial gravitatoria
• 1.6.3.  Mecánica orbital
• 1.6.4.  Leyes del movimiento planetario de Kepler
• 1.6.5.  Campo y potencial gravitatorio
• 1.7.  Mecánica de fluidos
• 1.7.1.  Presión y el Principio de Pascal
• 1.7.2.  Flotabilidad y el principio de Arquímedes
• 1.7.3.  Dinámica de Fluidos y el Principio de Bernoulli
• 1.7.4.  Viscosidad y la ley de Poiseuille
• 1.7.5.  Tensión superficial y capilaridad
• 1.8.  Oscilaciones y ondas
• 1.8.1.  Movimiento Armónico Simple
• 1.8.2.  Oscilaciones amortiguadas y forzadas
• 1.8.3.  Oscilaciones acopladas y modos comunes
• 1.8.4.  Propiedades y tipos de ondas
• 1.8.5.  Ondas Sonoras y el Efecto Doppler
• 1.8.6.  Interferencia de ondas y superposición

2.  Electromagnetismo

• 2.1.  Electrostática
• 2.1.1.  Carga eléctrica y propiedades
• 2.1.2.  Ley de Coulomb
• 2.1.3.  Electric field and electric potential
• 2.1.4.  La Ley de Gauss
• 2.1.5.  Capacitancia y Dieléctrico
• 2.1.6.  Dipolo eléctrico y energía potencial
• 2.2.  Circuitos eléctricos
• 2.2.1.  Corriente y Resistencia
• 2.2.2.  Ley de Ohm
• 2.2.3.  Leyes de Kirchhoff
• 2.2.4.  Circuito RC
• 2.2.5.  Circuitos de CA y Reactancia
• 2.2.6.  Electricidad y energía eléctrica
• 2.3.  Magnetismo
• 2.3.1.  Campos y Fuerzas Magnéticas
• 2.3.2.  La Ley de Ampere
• 2.3.3.  Momento dipolar magnético
• 2.3.4.  Ley de Biot-Savart
• 2.3.5.  Materiales Magnéticos y Histeresis
• 2.4.  Inducción electromagnética
• 2.4.1.  Ley de Faraday
• 2.4.2.  La ley de Lenz
• 2.4.3.  Autoinducción y mutua inducción
• 2.4.4.  Transformadores y Circuitos Inductivos
• 2.5.  Ecuaciones de Maxwell
• 2.5.1.  La ley de Gauss para la electricidad
• 2.5.2.  Ley de Gauss para el magnetismo
• 2.5.3.  La ley de inducción de Faraday
• 2.5.4.  Ley de Ampere-Maxwell
• 2.5.5.  Ondas electromagnéticas

3.  Termodinámica

• 3.1.  Leyes de la Termodinámica
• 3.1.1.  Ley cero de la termodinámica
• 3.1.2.  Primera ley de la termodinámica
• 3.1.3.  Segunda Ley
• 3.1.4.  Tercera Ley
• 3.2.  Calor y trabajo
• 3.2.1.  Transferencia de calor (conducción, convección, radiación)
• 3.2.2.  Expansión térmica
• 3.2.3.  Motores térmicos y refrigeradores
• 3.2.4.  Ciclo de Carnot y eficiencia
• 3.3.  Mecánica estadística
• 3.3.1.  Distribución de Maxwell–Boltzmann
• 3.3.2.  Entropía y Probabilidad
• 3.3.3.  Función de partición
• 3.3.4.  Estadísticas de Fermi–Dirac y Bose–Einstein

4.  Óptica

• 4.1.  Óptica Geométrica
• 4.1.1.  Reflexión y refracción
• 4.1.2.  Espejos y lentes
• 4.1.3.  Instrumentos Ópticos
• 4.1.4.  El principio de Fermat
• 4.2.  Óptica de ondas
• 4.2.1.  Interferencia en la óptica de ondas
• 4.2.2.  Difracción
• 4.2.3.  Polarización
• 4.2.4.  Coherencia y holografía

5.  Mecánica cuántica

• 5.1.  Dualidad onda-partícula
• 5.1.1.  Radiación de cuerpo negro en la dualidad onda-partícula en la mecánica cuántica
• 5.1.2.  Efecto fotoeléctrico
• 5.1.3.  Dispersión Compton
• 5.1.4.  Longitud de onda de De Broglie
• 5.2.  Ecuación de Schrödinger
• 5.2.1.  Ecuación de Schrödinger independiente del tiempo
• 5.2.2.  Partícula en una caja
• 5.2.3.  Efecto túnel cuántico
• 5.2.4.  Pozos de potencial y obstáculos
• 5.3.  Estados Cuánticos
• 5.3.1.  Función de onda
• 5.3.2.  Operadores cuánticos
• 5.3.3.  Principio de incertidumbre de Heisenberg
• 5.3.4.  Momento angular y espín

6.  Relatividad

• 6.1.  Relatividad especial
• 6.1.1.  Transformaciones de Lorentz
• 6.1.2.  Expansión del tiempo y contracción de la longitud
• 6.1.3.  Energía y momento relativista
• 6.2.  Relatividad general
• 6.2.1.  Principio de Equivalencia
• 6.2.2.  Métrica de Schwarzschild
• 6.2.3.  Ondas gravitacionales
• 6.2.4.  Agujeros negros y horizontes de eventos

7.  Física del estado sólido

• 7.1.  Estructura cristalina
• 7.1.1.  Redes de Bravais
• 7.1.2.  Difracción de rayos X
• 7.1.3.  Teoría de bandas
• 7.1.4.  Fonones y vibraciones de red
• 7.2.  Propiedades Eléctricas y Magnéticas
• 7.2.1.  Conductores, Semiconductores e Aislantes
• 7.2.2.  Superconductividad
• 7.2.3.  Efecto Hall

8.  Física nuclear y de partículas

• 8.1.  Estructura Atómica
• 8.1.1.  Modelo Atómico
• 8.1.2.  Energía de enlace nuclear
• 8.2.  Radiactividad
• 8.2.1.  Desintegración alfa, beta, gamma
• 8.2.2.  Vida media
• 8.2.3.  Fisión y Fusión Nuclear
• 8.3.  Física de partículas
• 8.3.1.  Modelo Estándar
• 8.3.2.  Quarks y Leptones
• 8.3.3.  antimateria
• 8.3.4.  Interacciones fundamentales

9.  Astrofísica y cosmología

• 9.1.  Evolución estelar
• 9.1.1.  Formación estelar
• 9.1.2.  Agujeros negros y estrellas de neutrones
• 9.1.3.  Enanas blancas y supernovas
• 9.2.  Cosmología
• 9.2.1.  La Teoría del Big Bang
• 9.2.2.  Materia oscura y energía oscura
• 9.2.3.  Fondo cósmico de microondas