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Física Atómica y Molecular
- Clases Expositivas (35 Hours)
- Prácticas de Aula/Semina (14 Hours)
- Tutorías Grupales (4 Hours)
- Prácticas de Laboratorio (7 Hours)
La asignatura se encuadra dentro de la materia básica de Estructura de la Materia y se imparte en cuarto y quinto curso. El objetivo de la Física Atómica es explicar la estructura de los átomos y sus interacciones entre ellos y con campos eléctricos y magnéticos. Por otra parte el objetivo de la Física Molecular es explicar la estructura molecular, el enlace químico y las propiedades físicas que presentan las moléculas.
Se recomienda que los estudiantes hayan cursado con éxito las asignaturas de Física Cuántica de segundo curso así como la Mecánica Cuántica de tercero
El objetivo es que durante el desarrollo de esta asignatura el estudiante adquiera las competencias transversales de capacidad de análisis y síntesis (CT1), capacidad de organización y planificación (CT2), comunicación oral y escrita (CT3), resolución de problemas (CT6), trabajo en equipo (CT7), razonamiento crítico (CT8), así como las competencias específicas de conocimiento y comprensión de los fenómenos y de las teorías físicas más importantes (CE1), capacidad de estimar órdenes de magnitud para interpretar fenómenos diversos (CE2), capacidad de medida, interpretación y diseño de experiencias en el laboratorio o en el entorno (CE4) y capacidad de modelado de fenómenos complejos, trasladando un problema físico al lenguaje matemático (CE5). Estas competencias están asociadas a los siguientes resultados del aprendizaje:
- Comprender el papel del momento angular y el espín.
- Entender el concepto de partículas idénticas y aplicarlo al caso del átomo de helio.
- Conocer las nociones básicas sobre los átomos multielectrónicos. Aplicar la aproximación de campo central.
- Interacción de átomos con el campo de radiación. Procesos de absorción, emisión y difusión. Fuentes excitadoras incoherentes y coherentes.
- Conocer las técnicas espectroscópicas básicas para la caracterización estructural y dinámica de moléculas.
Física Atómica
- Átomos multielectrónicos: modelo atómico del campo central
- Problemas angulares en átomos multielectrónicos
- Transiciones radiativas en átomos multielectrónicos
- Interacción con campos externos estáticos
- Estructura hiperfina y desplazamiento isotópico
Física Molecular
- Introducción a la estructura molecular
- Estados electrónicos de las moléculas diatómicas
- Vibración y rotación molecular
- Transiciones moleculares
La metodología docente se estructura en tres tipos de actividades formativas:
- Clases expositivas de teoría y prácticas de tablero: Impartidas al grupo completo, no necesariamente como lección magistral, sino motivando la participación del alumnado en la dinámica de las mismas. Se expondrán los contenidos teóricos de la asignatura motivados e ilustrados con ejercicios. Se utilizará la pizarra siendo especialmente cuidadoso y preciso en los razonamientos y los cálculos. Se propondrán hojas de poblemas para realizar de forma individual. Las competencias asociadas que se desarrollarán con esta actividad formativa son: CT1, CT3, CT6, CT8, CE1, CE2, CE5.
- Seminarios/Prácticas de Aula:Para cada tema, se dedicarán entre una y dos horas de seminario (con sesiones de una hora cada una) a la resolución en la pizarra por parte de los alumnos de problemas contenidos en las hojas de problemas entregadas en las clases expositivas. Las competencias asociadas que se desarrollarán con esta actividad formativa son: CT1, CT2, CT3, CT6, CT7, CT8, CE1, CE2, CE5.
- Clases prácticas de laboratorio: Tienen lugar en los laboratorios docentes de la titulación y se realizan en grupos reducidos. Las técnicas experimentales deben servir para fomentar las habilidades necesarias para la creación y desarrollo de la ciencia: conocimientos, ingenio y destreza. Son también un buen banco para incentivar y ejercitar el espíritu crítico y aplicar el método científico. Además, deben formar al alumno en el conocimiento de los principios, técnicas e instrumentos de medida de las magnitudes físicas más relevantes, que pueden ser necesarios en la industria y en los centros de investigación. Las competencias asociadas que se desarrollarán con esta actividad formativa son: CT1, CT2, CT3, CT7, CT8, CT9, CT10
- Tutorías grupales:Realizadas en grupos reducidos en sesiones de una hora cada una y dedicadas a la aclaración de dudas sobre teoría y problemas de la asignatura.Serán participativas ya que uno de los objetivos de estas sesiones es permitir al profesor conocer el grado real de asimilación de los contenidos impartidos en la asignatura. Las competencias asociadas que se desarrollarán con esta actividad formativa son: CT1, CT3, CT6, CT8, CE1, CE2, CE3, CE5
El volumen de trabajo (medido en horas de estudiante) que se estima que será necesario para alcanzar los objetivos marcados se recoge en las siguientes tablas (los datos aportados deben ser tomados como una simple indicación, ya el rendimiento de un alumno en el aprendizaje de un tema determinado depende no sólo del número de horas dedicadas sino también de su capacidad de concentración y de los conocimientos básicos con los que inicia el estudio de ese tema):
Volumen de trabajo estimado para el estudiante
MODALIDADES | Horas | % | Totales | |
Presencial | Clases Expositivas | 33 | 23% | 40% |
Clases prácticas de laboratorio | 7 | 4% | ||
Seminarios | 12 | 8% | ||
Tutorías grupales | 4 | 4% | ||
Sesiones de evaluación | 4 | 1% | ||
No presencial | Trabajo en Grupo | 15 | 10% | 60% |
Trabajo Individual | 75 | 50% | ||
Total | 150 |
En las convocatorias ordinaria y extraordinaria se emplearán distintas técnicas para la evaluación del aprendizaje:
- Prueba escrita teórico-práctica: Se realizarán una sesión de evaluación al final del cuatrimestre consistente en la resolución de problemas y cuestiones teóricas en los que se pongan a prueba las competencias de la asignatura y las destrezas que deberían haberse entrenado o adquirido. Esta prueba tendrá un peso de un 70% en la calificación final. Además a lo largo del semestre se realizará una prueba escrita de corta duración que evaluará los contenidos tratados hasta la fecha. Esta prueba tendrá un peso de un 5% de la calificación final. Es importante destacar que será necesario obtener una calificación mínima de 4 sobre 10 puntos en la prueba escrita teórico-práctica de final del cuatrimestre para que esta nota sea ponderada con el resto de contribuciones en la obtención de la calificación final.
- Realización de las actividades individuales propuestas:Los alumnos entregarán por escrito las soluciones de problemas y ejercicios que se les solicite. También se les podrá solicitar que expongan oralmente (pizarra) la resolución de algunos ejercicios. La calificación de estos ejercicios tendrá un peso de un 5% en el global de la asignatura.
- Se valorará la participación activa en la clase. Esta participación activa tendrá un peso de un 5% y se tendrá en cuenta la respuesta a preguntas que se realicen a los alumnos durante el desarrollo de las clases y en las tutorias grupales.
- Clases de prácticas de laboratorio: Se valorará la realización de las prácticas, el tratamiento de datos posterior para la elaboración posterior para la obtención de los resultados finales, la elaboración de los informes que se soliciten y la exposición oral de alguna de las prácticas realizadas. La realización de las prácticas será obligatoria para aprobar la asignatura. La calificación obtenida en esta actividad tendrá un peso del 15% en el global de la asignatura.
- Alumnos con evaluación diferenciada: Dado que las prácticas de laboratorio son obligatorias, se deberá asistir a las dos sesiones de prácticas y a la exposición oral en los horarios oficiales establecidos. La calificación final se obtendrá de la nota obtenida en la prueba escrita teórico-práctica (85%) y de la calificación en las prácticas de laboratorio (15%) (que incluye la aptitud y actitud durante la realización de las prácticas, el tratamiento de datos posterior para la obtención de los resultados finales, la elaboración de los informes que se soliciten y la exposición oral de alguna de las prácticas realizadas). Además, será necesario obtener una calificación mínima de 4 sobre 10 puntos en la prueba escrita teórico-práctica para que esta nota sea ponderada con la nota obtenida en las prácticas de laboratorio.
Para la convocatoria adelantada de enero y en el caso de estudiantes Erasmus repetidores, se prodrá habilitar un procedimiento para evaluar el 25% correspondiente a las pruebas de calificación que no son la prueba teórico-práctica.
Criterios de Evaluación
Aspectos | % | Competencias |
Pruebas escritas teórico-práctica | 75% | CT1, CT2, CT3, CT6, CT8, CE1, CE2, CE5 |
Realización de las actividades individuales propuestas Participación activa en las clases | 5% 5% | CT1, CT2, CT3, CT6, CT8, CE1, CE2, CE5 CT1, CT3, CT5, CT6,CT8, |
Clases prácticas de laboratorio, entrega del cuaderno de laboratorio. Presentación y defensa oral de una de las prácticas realizadas | 15% | CT1, CT3, CT8, CE1, CE2, CE4 |
Bibliografía básica:
- G. K. Woodgate “Elementary atomic structure” (Clarendon Press, Oxford 2000).
- B. H. Bransden y C. J. Joachain “Physics of atoms and molecules” (Longman Scientific and Technical, 1991).
- P. W. Atkins y R. S. Friedman “Molecular quantum mechanics” (Oxford University Press, Oxford 2008).
- F. Blanco Ramos “Introducción a la Física de Átomos y Moléculas” (2019) ISBN 978-10-766-1627-2.
- R. L. Brooks “The Fundamentals of Atomic and Molecular Physics” (Springer, New York 2013).
Bibliografía complementaria:
- H. Haken y H. Wolf “The physics of atoms and quanta” (Springer Verlag, Berlín 2005)
- R. D. Cowan “The theory of atomic structure and spectra” (University of California Press, Berkeley 1981)
- G. Herzberg “Molecular spectra and molecular structure. I Spectra of diatomic molecules” (Krieger Publishing Company, Florida 1989)
- H. Haken y H. Wolf “Molecular physics and elements of quantum chemistry” (Springer Verlag, Berlín 2010)
- C. J. Foot “Atomic Physics” Oxford master series in atomic, optical and laser physics (Oxford University Press, Oxford 2005)
- M. Fox “A Student’s Guide to Atomic Physics” (Cambridge University Press, Cambridge 2018)