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  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

Resumen

9.1 Tipos de enlaces moleculares

  • Las moléculas se forman mediante dos tipos principales de enlaces: el enlace iónico y el enlace covalente. Un enlace iónico transfiere un electrón de un átomo a otro, y un enlace covalente comparte los electrones.
  • El cambio de energía asociado al enlace iónico depende de tres procesos principales: la ionización de un electrón de un átomo, la aceptación del electrón por el segundo átomo y la atracción de Coulomb de los iones resultantes.
  • Los enlaces covalentes implican funciones de onda simétricas en el espacio.
  • Los átomos utilizan una combinación lineal de funciones de onda en el enlace con otras moléculas (hibridación).

9.2 Espectros moleculares

  • Las moléculas poseen energía vibracional y rotacional.
  • Las diferencias de energía entre los niveles de energía vibracional adyacentes son mayores que las de los niveles de energía rotacional.
  • La separación entre los picos de un espectro de absorción está inversamente relacionada con el momento de inercia.
  • Las transiciones entre los niveles de energía vibracional y rotacional siguen reglas de selección.

9.3 Enlaces en los sólidos cristalinos

  • Las estructuras de empaquetamiento de las sales iónicas comunes incluyen la FCC y la BCC.
  • La densidad de un cristal está inversamente relacionada con la constante de equilibrio.
  • La energía de disociación de una sal es grande cuando la distancia de separación en equilibrio es pequeña.
  • Las densidades y los radios de equilibrio de las sales comunes (FCC) son casi iguales.

9.4 Modelo de electrones libres de los metales

  • Los metales conducen la electricidad, y ésta se compone de un gran número de electrones libres que chocan al azar.
  • Los estados de energía permitidos de un electrón están cuantizados. Esta cuantización aparece en forma de energías del electrón muy grandes, incluso a T=0KT=0K.
  • Las energías permitidas de los electrones libres en un metal dependen de la masa de los electrones y de la densidad numérica de electrones del metal.
  • La densidad de estados de un electrón en un metal aumenta con la energía, porque hay más formas de que un electrón llene un estado de alta energía que un estado de baja energía.
  • El principio de exclusión de Pauli establece que solo dos electrones (con espín hacia arriba y espín hacia abajo) pueden ocupar el mismo nivel de energía. Por lo tanto, al llenar estos niveles de energía (de menor a mayor en T=0K),T=0K), el último y mayor nivel de energía que se ocupa se denomina energía de Fermi.

9.5 Teoría de bandas de los sólidos

  • Los niveles de energía de un electrón en un cristal pueden determinarse resolviendo la ecuación de Schrödinger para un potencial periódico y estudiando los cambios en la estructura energética del electrón cuando los átomos son empujados juntos a distancia.
  • La estructura energética de un cristal se caracteriza por la existencia de bandas de energía continuas y brechas energéticas.
  • La capacidad de un sólido para conducir la electricidad depende de la estructura energética del mismo.

9.6 Semiconductores y dopaje

  • La estructura energética de un semiconductor puede alterarse sustituyendo un tipo de átomo por otro (dopaje).
  • El dopaje del semiconductor tipo n crea y llena nuevos niveles de energía justo por debajo de la banda de conducción.
  • El dopaje del semiconductor tipo p crea nuevos niveles de energía justo por encima de la banda de valencia.
  • El efecto Hall puede utilizarse para determinar la carga, la velocidad de deriva y la densidad del número de portadores de carga de un semiconductor.

9.7 Dispositivos semiconductores

  • Un diodo se produce por una unión n-p, y permite que la corriente se mueva en una sola dirección. En la configuración de un diodo con polarización directa, la corriente aumenta exponencialmente con el voltaje.
  • Un transistor se produce mediante una unión n-p-n. Un transistor es una válvula eléctrica que controla la corriente en un circuito.
  • El transistor es un componente fundamental en los amplificadores de audio, computadoras y muchos otros dispositivos.

9.8 Superconductividad

  • Un superconductor se caracteriza por dos características: la conducción de electrones con resistencia eléctrica igual a cero y la repulsión de las líneas de campo magnético.
  • Se requiere una temperatura mínima para que se produzca la superconductividad.
  • Un campo magnético fuerte destruye la superconductividad.
  • La superconductividad puede explicarse en términos de pares de Cooper.
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