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Física Universitaria Volumen 3

Preguntas Conceptuales

Física Universitaria Volumen 3Preguntas Conceptuales
  1. Prefacio
  2. Óptica
    1. 1 La naturaleza de la luz
      1. Introducción
      2. 1.1 La propagación de la luz
      3. 1.2 La ley de reflexión
      4. 1.3 Refracción
      5. 1.4 Reflexión interna total
      6. 1.5 Dispersión
      7. 1.6 Principio de Huygens
      8. 1.7 Polarización
      9. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    2. 2 Óptica geométrica y formación de imágenes
      1. Introducción
      2. 2.1 Imágenes formadas por espejos planos
      3. 2.2 Espejos esféricos
      4. 2.3 Imágenes formadas por refracción
      5. 2.4 Lentes delgadas
      6. 2.5 El ojo
      7. 2.6 La cámara
      8. 2.7 La lupa simple
      9. 2.8 Microscopios y telescopios
      10. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
    3. 3 Interferencias
      1. Introducción
      2. 3.1 Interferencia de doble rendija de Young
      3. 3.2 Matemáticas de la interferencia
      4. 3.3 Interferencias de rendijas múltiples
      5. 3.4 Interferencia de película delgada
      6. 3.5 El interferómetro de Michelson
      7. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    4. 4 Difracción
      1. Introducción
      2. 4.1 Difracción de una rendija
      3. 4.2 Intensidad en la difracción de una rendija
      4. 4.3 Difracción de doble rendija
      5. 4.4 Rejillas de difracción
      6. 4.5 Aberturas circulares y resolución
      7. 4.6 Difracción de rayos X
      8. 4.7 Holografía
      9. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
  3. Física moderna
    1. 5 Relatividad
      1. Introducción
      2. 5.1 Invariancia de las leyes físicas
      3. 5.2 Relatividad de la simultaneidad
      4. 5.3 Dilatación del tiempo
      5. 5.4 Contracción de longitud
      6. 5.5 La transformación de Lorentz
      7. 5.6 Transformación relativista de la velocidad
      8. 5.7 Efecto Doppler para la luz
      9. 5.8 Momento relativista
      10. 5.9 Energía relativista
      11. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
    2. 6 Fotones y ondas de materia
      1. Introducción
      2. 6.1 Radiación de cuerpo negro
      3. 6.2 Efecto fotoeléctrico
      4. 6.3 El efecto Compton
      5. 6.4 Modelo de Bohr del átomo de hidrógeno
      6. 6.5 Las ondas de materia de De Broglie
      7. 6.6 Dualidad onda-partícula
      8. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
    3. 7 Mecánica cuántica
      1. Introducción
      2. 7.1 Funciones de onda
      3. 7.2 El principio de incertidumbre de Heisenberg
      4. 7.3 La ecuación de Schrӧdinger
      5. 7.4 La partícula cuántica en una caja
      6. 7.5 El oscilador armónico cuántico
      7. 7.6 El efecto túnel de las partículas a través de las barreras de potencial
      8. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    4. 8 Estructura atómica
      1. Introducción
      2. 8.1 El átomo de hidrógeno
      3. 8.2 Momento dipolar magnético orbital del electrón
      4. 8.3 Espín del electrón
      5. 8.4 El principio de exclusión y la tabla periódica
      6. 8.5 Espectros atómicos y rayos X
      7. 8.6 Láseres
      8. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
    5. 9 Física de la materia condensada
      1. Introducción
      2. 9.1 Tipos de enlaces moleculares
      3. 9.2 Espectros moleculares
      4. 9.3 Enlaces en los sólidos cristalinos
      5. 9.4 Modelo de electrones libres de los metales
      6. 9.5 Teoría de bandas de los sólidos
      7. 9.6 Semiconductores y dopaje
      8. 9.7 Dispositivos semiconductores
      9. 9.8 Superconductividad
      10. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    6. 10 Física nuclear
      1. Introducción
      2. 10.1 Propiedades de los núcleos
      3. 10.2 Energía de enlace nuclear
      4. 10.3 Decaimiento radioactivo
      5. 10.4 Reacciones nucleares
      6. 10.5 Fisión
      7. 10.6 Fusión nuclear
      8. 10.7 Usos médicos y efectos biológicos de la radiación nuclear
      9. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    7. 11 Física de partículas y cosmología
      1. Introducción
      2. 11.1 Introducción a la física de partículas
      3. 11.2 Leyes de conservación de las partículas
      4. 11.3 Cuarks
      5. 11.4 Aceleradores y detectores de partículas
      6. 11.5 El modelo estándar
      7. 11.6 El Big Bang
      8. 11.7 Evolución del universo primigenio
      9. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
  4. A Unidades
  5. B Factores de conversión
  6. C Constantes fundamentales
  7. D Datos astronómicos
  8. E Fórmulas matemáticas
  9. F Química
  10. G El alfabeto griego
  11. Clave de Respuestas
    1. Capítulo 1
    2. Capítulo 2
    3. Capítulo 3
    4. Capítulo 4
    5. Capítulo 5
    6. Capítulo 6
    7. Capítulo 7
    8. Capítulo 8
    9. Capítulo 9
    10. Capítulo 10
    11. Capítulo 11
  12. Índice

Preguntas Conceptuales

11.1 Introducción a la física de partículas

1 .

¿Cuáles son las cuatro fuerzas fundamentales? Descríbalas brevemente.

2 .

Distinga los fermiones y bosones utilizando los conceptos de indistinguibilidad y simetría de intercambio.

3 .

Enumere las familias de cuarks y leptones.

4 .

Distinga entre partículas elementales y antipartículas. Describa sus interacciones.

11.2 Leyes de conservación de las partículas

5 .

¿Cuáles son las seis leyes de conservación de las partículas? Descríbalos brevemente.

6 .

En general, ¿cómo determinamos si se produce una reacción o decaimiento de partículas?

7 .

¿Por qué la detección de una interacción de partículas que viola una ley de conservación de partículas establecida puede considerarse algo bueno para un científico?

11.3 Cuarks

8 .

¿Cuáles son los seis cuarks conocidos? Resuma sus propiedades.

9 .

¿Cuál es la composición general de cuarks de un barión? ¿Y de un mesón?

10 .

¿Qué pruebas existen de la existencia de los cuarks?

11 .

¿Por qué los bariones con la misma composición de cuarks difieren a veces en sus energías de masa en reposo?

11.4 Aceleradores y detectores de partículas

12 .

Compare brevemente el acelerador Van de Graaff, el acelerador lineal, el ciclotrón y el acelerador de sincrotrón.

13 .

Describa los componentes básicos y el funcionamiento de una máquina de haces de partículas colisionantes típica.

14 .

¿Qué son los subdetectores del experimento del solenoide compacto de muones? Descríbalos brevemente.

15 .

¿Cuál es la ventaja de un acelerador de haces de partículas colisionantes sobre uno que dispara partículas hacia un objetivo fijo?

16 .

Un electrón aparece en los detectores de muones del CMS. ¿Cómo es posible?

11.5 El modelo estándar

17 .

¿Qué es el modelo estándar? Exprese su respuesta en términos de las cuatro fuerzas fundamentales y las partículas de intercambio.

18 .

Dibuje un diagrama de Feynman para representar la aniquilación de un electrón y un positrón en un fotón.

19 .

¿Cuál es la motivación de las teorías de la gran unificación?

20 .

Si se desarrolla una teoría que unifique las cuatro fuerzas, ¿seguirá siendo correcto decir que la órbita de la Luna está determinada por la fuerza gravitacional? Explique por qué.

21 .

Si se descubre el bosón de Higgs y se comprueba que tiene masa, ¿se le considerará el portador definitivo de la fuerza débil? Explique su respuesta.

22 .

Uno de los modos de decaimiento comunes de Λ0esΛ0π+p.Λ0esΛ0π+p. Aunque en este decaimiento solo intervienen hadrones, se produce a través de la fuerza nuclear débil. ¿Cómo sabemos que este decaimiento no se produce a través de la fuerza nuclear fuerte?

11.6 El Big Bang

23 .

¿Qué se entiende por expansión cosmológica? Exprese su respuesta en términos de una gráfica de Hubble y del corrimiento al rojo de la luz estelar lejana.

24 .

Describa la analogía del globo para la expansión cosmológica. Explique por qué tan solo parece que estamos en el centro de expansión del universo.

25 .

Las distancias a las galaxias locales se determinan midiendo el brillo de las estrellas, llamadas variables cefeidas, que pueden observarse individualmente y que tienen brillos absolutos a una distancia estándar bien conocida. Explique cómo variaría la luminosidad medida con la distancia, en comparación con la luminosidad absoluta.

11.7 Evolución del universo primigenio

26 .

¿Qué se entiende por "modelo cosmológico del universo primigenio"? Describa brevemente este modelo en términos de las cuatro fuerzas fundamentales.

27 .

Describa dos evidencias que apoyen el modelo del Big Bang.

28 .

¿En qué sentido somos, como dijo Newton, "un niño jugando en la orilla del mar"? Exprese su respuesta en términos de los conceptos de materia y energía oscuras.

29 .

Si se descubre alguna causa desconocida del corrimiento hacia el rojo (como que la luz se "canse" por viajar largas distancias a través del espacio vacío), ¿qué efecto tendría en la cosmología?

30 .

En el pasado, muchos científicos creían que el universo era infinito. Sin embargo, si el universo es infinito, cualquier línea de visión debería caer eventualmente sobre la superficie de una estrella y el cielo nocturno debería ser muy brillante. ¿Cómo se resuelve esta paradoja en la cosmología moderna?

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