Bachillerato

Sección de entradas destinadas a servir de guía para el temario de Física del Bachillerato español. Todavía no está en su versión definitiva y habrá retoques a lo largo del curso.

  • INTRODUCCIÓN.

¿Qué es la física y por qué es importante?

  • TEORÍA DE CAMPOS UNIDIMENSIONAL.

La energía potencial.
Campos. Energía potencial. Sistema internacional y concepto de unidad. Simetrías.
La conservación de la energía.
Energía cinética. Teorema de las fuerzas vivas. Energía mecánica. Equilibrios y tendencias de movimiento.
La gravedad de Galileo.
Posición, velocidad, derivadas, integrales. Aceleración, derivada segunda, regla de la cadena. Energía potencial gravitatoria de Galileo. Centro de masa. Principio de Arquímedes. Ecuaciones del movimiento a partir de la conservación de la energía. Ecuaciones del movimiento a partir de las fuerzas vivas. El marco completo.
El trabajo y el calor.
Relación entre fuerza y energía potencial. Ecuaciones de la velocidad y la posición. Cambios entre ecuaciones. Trabajo termodinámico. Potencia termodinámica. Presuntas pérdidas de energía. Calor y temperatura.
Las aproximaciones.
Aproximaciones. Errores. Metaerrores y consideraciones sobre el valor real. Cifras significativas. Propagación de errores. Aproximaciones en serie de Taylor.
El movimiento armónico simple.
Oscilaciones. La energía potencial armónica. Ecuaciones del oscilador armónico. Relación entre fases iniciales. Relación entre amplitud, posición y velocidad. Aceleraciones. Ecuaciones del movimiento a partir de las fuerzas vivas. Frecuencia y periodo. Problemas típicos. Péndulo.
La gravedad de Newton.
Carencias de la gravedad de Galileo. Energía potencial gravitatoria de Newton. Energía cinética de las dos masas y masa reducida. Fuerza gravitatoria entre masas. Imposibilidad de obtener la función x(t). Gravedad superficial y aproximación de Galileo.
La electrostática.
Electrostática. Energía potencial electrostática. Atracción entre cargas de signo opuesto. Repulsión entre cargas del mismo signo. Equilibrio entre cargas.

  • TEORÍA DE CAMPOS BIDIMENSIONAL.

El gradiente.
Coordenadas cartesianas. Distancia de un punto al origen. Coordenadas polares. Suma, resta y producto escalar de vectores. Perpendicularidad. Multiplicación de escalar por vector. Gradiente. Energías potenciales centrales.
Las fuerzas centrales.
Formulación vectorial de los conceptos ya vistos. Campos conservativos. Fuerzas centrales. Gravedad y electrostática con centros desplazados. Energía potencial, potencial, fuerza y campo.
Las rotaciones.
Componentes de la velocidad. Componentes de la aceleración.
Los momentos físicos.
Momentos físicos. Dinámica de Hamilton. Teorema de conservación del momento lineal. Dinámica del momento radial. Teorema de conservación del momento angular. Teorema de conservación de la energía.
La fuerza centrífuga.
Energía rotacional. Energía potencial rotacional. Fuerza centrífuga y fuerza centrípeta. Teorema de conservación de la velocidad areolar.
Las órbitas keplerianas.
Órbitas. Órbitas en gravedad de Newton y electrostática. Órbitas circulares. Órbitas no circulares. Excentricidad y curvas cónicas. Órbitas elípticas. Leyes de Kepler.

  • TEORÍA DE CAMPOS TRIDIMENSIONAL.

El producto vectorial.
Producto vectorial. Producto mixto. Doble producto vectorial.
Las integrales de longitud, área y volumen.
Longitudes, áreas y volúmenes elementales. Coordenadas cartesianas. Coordenadas polares. Coordenadas cilíndricas. Coordenadas esféricas.
La circulación.
Trabajo con fuerzas conservativas. Circulación. Circulación de un campo no conservativo a través de una trayectoria cerrada. Teorema de la circulación, del rotacional o de Stokes.
El flujo.
Flujo de un campo vectorial a través de una superficie. Teorema del flujo, de la divergencia o de Gauss. Manantiales y sumideros. Sumideros de gravedad. Electrostática.
El campo magnético.
Las cargas eléctricas. Corrientes eléctricas. Experimento de Oersted.
La ley de Ampère.
Circulación magnética. Campo eléctrico creado por un cable. Fuerzas entre cables. Ley de Ampère-Maxwell.
La ley de Faraday.
Campos. Inducción electromagnética. La gran unificación.

  • LUZ Y ONDAS

La propagación de la luz.
Onda o corpúsculo. Braquistocronas. Ley de Snell. Descomposición cromática.
Las lentes.
Separación entre medios curvada. Aumento lateral. Lentes convergentes. Lentes divergentes. Potencia de lentes. Instrumentos ópticos.
Los espejos.
Reflexión. Espejos planos. Espejos curvos. Velocidad de la luz.
Las ondas armónicas.
Ondas. Ondas armónicas. Energía puntual del sonido. Interferencia. Ondas estacionarias.
El sonido.
Ondas mecánicas. Decibelios. Efecto Doppler.
La onda electromagnética.
Ecuaciones de Maxwell. Ondas armónicas en tres dimensiones. Luz. Fin del éter electromagnético.

  • RELATIVIDAD

La dilatación del tiempo.
Fuerza magnética. Fin de la mecánica de Galileo. Dilatación del tiempo. Transformaciones de Lorentz. Adiós al campo magnético.
La relatividad especial.
Velocidad universal. Tiempo propio. Momentos relativistas. Paradoja de los gemelos. Espacio-tiempo.
La relatividad general.
Dilatación gravitatoria del tiempo. Agujeros negros. Cosmología. Modelo cosmológico concordante con los datos. Ondas gravitatorias. Agujeros de gusano.

  • FENÓMENOS CUÁNTICOS

La estructura atómica.
Atomismo. Electrones. Fotones. Orbitales atómicos. Nucleones.
El principio de incertidumbre.
Mecánica cuántica. Principio de incertidumbre. Onda de Schrödinger. Copenhague. Efecto túnel.
El modelo estándar.
Bosones. Fermiones. Antipartículas. Electrodinámica cuántica. Desintegraciones nucleares. Interacción nuclear débil. Interacción nuclear fuerte. Generaciones fermiónicas. Fusión y fisión nuclear. Big Bang. Ruptura espontánea de simetría. Teorías de Gran Unificación.

  • FÍSICA DE FRONTERA

La gravedad cuántica.
Renormalización. Agujeros negros. Termodinámica de agujeros negros. Principio holográfico. Teoría de cuerdas.

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