vii
Contenido
41 Mecánica cuántica
46 Física de partículas y cosmología
1267
41.1 La función de onda 1267 41.2 Análisis de modelo: la partícula cuántica bajo condiciones frontera 1271 41.3 La ecuación de Schrödinger 1277 41.4 Una partícula en un pozo de altura finita 1279 41.5 Efecto túnel a través de una barrera de energía potencial 1281 41.6 Aplicaciones del efecto túnel 1282 41.7 El oscilador armónico simple 1286
42 Física atómica 42.1 42.2 42.3 42.4 42.5 42.6 42.7 42.8 42.9 42.10
1296
Espectros atómicos de los gases 1297 Los primeros modelos del átomo 1299 Modelo de Bohr del átomo de hidrógeno 1300 Modelo cuántico del átomo de hidrógeno 1306 Las funciones de onda para el hidrógeno 1308 Interpretación física de los números cuánticos 1311 El principio de exclusión y la tabla periódica 1318 Más sobre los espectros atómicos: el visible y el rayo X Transiciones espontáneas y estimuladas 1325 Láseres 1326
43 Moléculas y sólidos
1340
43.1 43.2 43.3 43.4 43.5 43.6
Enlaces moleculares 1341 Estados de energía y espectros de moléculas 1344 Enlaces en sólidos 1352 Teoría de electrones libres en metales 1355 Teoría de banda en sólidos 1359 Conducción eléctrica en metales, aislantes y semiconductores 1361 43.7 Dispositivos semiconductores 1364 43.8 Superconductividad 1370
44 Estructura nuclear 44.1 44.2 44.3 44.4 44.5 44.6 44.7 44.8
Algunas propiedades de los núcleos 1381 Energía de enlace nuclear 1386 Modelos nucleares 1387 Radiactividad 1390 Los procesos de decaimiento 1394 Radiactividad natural 1404 Reacciones nucleares 1405 Resonancia magnética nuclear y formación de imágenes por resonancia magnética 1406
Interacciones donde intervienen neutrones Fisión nuclear 1419 Reactores nucleares 1421 Fusión nuclear 1425 Daño por radiación 1432 Usos de la radiación 1434
Fuerzas fundamentales en la naturaleza 1448 Positrones y otras antipartículas 1449 Mesones y el principio de la física de partículas 1451 Clasificación de las partículas 1454 Leyes de conservación 1455 Partículas extrañas y extrañeza 1459 Determinación de patrones en las partículas 1460 Quarks 1462 Quarks multicolor 1465 El modelo estándar 1467 La conexión cósmica 1469 Problemas y perspectivas 1474
Apéndices A Tablas 1322
A-1
A.1 Factores de conversión A-1 A.2 Símbolos, dimensiones y unidades de cantidades físicas A-2
B Repaso matemático B.1 B.2 B.3 B.4 B.5 B.6 B.7 B.8
A-4
Notación científica A-4 Álgebra A-5 Geometría A-10 Trigonometría A-11 Desarrollo de series A-13 Cálculo diferencial A-13 Cálculo integral A-16 Propagación de incertidumbre
A-20
C Tabla periódica de los elementos D Unidades del SI
A-22
A-24
D.1 Unidades del SI A-24 D.2 Algunas unidades del SI deducibles A-24
1380
45 Aplicaciones de la física nuclear 45.1 45.2 45.3 45.4 45.5 45.6
46.1 46.2 46.3 46.4 46.5 46.6 46.7 46.8 46.9 46.10 46.11 46.12
1447
1418 1418
Respuestas a exámenes rápidos y problemas con numeración impar A-25 Índice
I-1