UNIVERSIDAD DE LOS ANDES

DEPARTAMENTO DE FISICA

LICENCIATURA EN FISICA

PLAN DE ESTUDIOS VIGENTE  DESDE 1994

ESTRUCTURA Y PROGRAMAS

CONTENIDO

BREVE RESEÑA HISTORICA EVOLUTIVA DEL DEPARTAMENTO DE FISICA

DE LA UNIVERSIDAD DE LOS ANDES

Los resultados de una investigación científica carecen de importancia si no repercuten favorablemente en la sociedad. Deben ellos conducir a la creación de una capacidad científica y tecnológica necesaria para producir conocimientos, asimilar y adaptar tecnologías de acuerdo a las condiciones sociales y económicas de un conglomerado social y al mismo tiempo inducir al progreso general del ser humano. En este orden de cosas la Física como ciencia fundamental dentro de las ciencias naturales, está íntimamente ligada al progreso social. La Física se ocupa de la investigación de los fenómenos, objetos y leyes de la naturaleza, y por su carácter, es parte fundamental en el desarrollo de las ideas sobre la concepción del mundo. La Física, como ciencia, es el pilar unificante de todas las otras ciencias naturales. Los descubrimientos realizados por la Física constituyen  hoy en día la base del desarrollo científico-tecnológico. Es por ello que la preparación de recursos humanos en esta ciencia es por hoy, una exigencia de primer orden si se quiere afrontar los retos del mundo futuro. Un mundo que cada día más descansará sobre bases científicas.

Concretamente, hacia el año de 1967, en la Universidad de Los Andes se pensó en iniciar los estudios formales en Física como parte integrante de la Facultad de Ciencias que empezaba a crearse. Para iniciar estos estudios, se debían vencer ciertas dificultades derivadas de la deficiente herencia histórica en los estudios e investigación de las ciencias naturales en las Universidades Venezolanas y; además, debería sobreponerse a la carencia de recursos materiales necesarios para dar inicio a una investigación de avanzada. Para ese entonces, con el poco personal venezolano formado en el exterior y proveniente mayoritariamente de la Universidad Central de Venezuela, se dio inicio a los estudios de Física, dentro de lo que más tarde constituiría el Departamento de Física. Cabe destacar que a los primeros estudiantes que iniciaron sus estudios de Física hacia el año de 1967, en el entonces Centro de Física, hubo que  becarlos para que realizaran sus estudios en el exterior, ya que el dictado de los cursos superiores de la carrera de Física no existían y, por consiguiente, los estudiantes debían continuar sus estudios en Universidades extranjeras.

La estructura de investigación de este Departamento en gestación se armó en base a tres grupos de investigación: Física del Estado Sólido, Física de Superficies y Geofísica. El grupo de Estado Sólido comienza a dar sus primeros pasos centrados en el estudio de la Física de Metales y Metalurgia, desviándose posteriormente hacia la Física de los Semiconductores, aparentemente por razones tecnológicas ya que los semiconductores eran la base del desarrollo de la electrónica, la robótica, las telecomunicaciones, y su investigación era de importancia puntual en un mundo desarrollado. Principalmente, debido a la agrupación de investigadores con intereses comunes y áreas mas especializadas, este grupo de investigación sirvió de embrión para procrear los Grupos  de Física Aplicada, Magnetismo en Sólidos y Materia Condensada, así como también generó a los dos Centros de Investigación del Departamento de Física; a saber, el Centro de Estudios Avanzados en Optica (C.E.A.O.) y el Centro de Estudios de Semiconductores (C.E.S.). Ya consolidados, y en excelentes condiciones de producción científica, estos Grupos y Centros de Investigación esperan ofertar sus cursos de postgrado para mediados del año 1994.

Los otros dos grupos de investigación como lo son los Grupos de Geofísica y Física de Superficies, empiezan a consolidarse un poco mas tarde. Con la llegada de los becarios del exterior, Geofísica define y orienta su programa de actividades hacia los estudios sismológicos. A su vez, el inicio del Grupo de Física de Superficies está relacionado con las actividades del Grupo de Catálisis Heterogénea del Departamento de Química de la Universidad Central. En sus comienzos, se llamó Grupo de Física Molecular y Superficie y luego derivó en Grupo de Física de Superficies. Su consolidación se consiguió con la llegada de sus becarios, quienes han logrado desarrollar sus líneas de investigación y, junto con los Grupos y Centros de Investigación del área del Estado Sólido, planifican dictar su postgrado en Física para mediados del año próximo.

Un poco más tarde se logra la creación del Grupo de Astrofísica y del Grupo de Física Teórica. El desarrollo de estos Grupos de Investigación les ha permitido mantener, a nivel de excelencia, un programa de Postgrado (actualmente con Maestría y pronto con Doctorado) que proyecta hacia la creación, a nivel nacional, de un Centro de Astrofísica Teórica, el cual consolida una planta de personal calificado en esta área.  Igualmente un equipo de investigadores formados atienden la Astrofísica observacional en cuanto a Postgrado e Investigación.

En este folleto aparecerá una reseña más amplia de los diferentes Grupos de Investigación del Departamento de Física, donde se señalará explícitamente las áreas de investigación que cada Grupo cultiva actualmente.

En el presente, el Departamento de Física ha alcanzado un desarrollo importante en sus actividades docentes y de investigación. Es reconocido a nivel nacional  por mantener un alto porcentaje (47%) de su personal en las listas del Programa de Promoción al Investigador. A nivel internacional, son reconocidas las publicaciones escritas por sus miembros en revistas especializadas en Física y el número de las ponencias en Congresos Nacionales e Internacionales es bastante alto. Actualmente, se mantienen convenios con Universidades, tanto Americanas como Europeas, de reconocida trayectoria.

El Departamento de Física también posee un número suficientemente grande de estudiantes en la Licenciatura de Física aumentando cada día las exigencias para lograr una mejor preparación de los egresados, un mayor nivel de conocimientos y mayores destrezas experimentales. Para un futuro cercano, todos los Grupos de Investigación estarán involucrados en programas de Postgrado orientados hacia la formación de recursos humanos con un alto nivel de formación: Doctorado en Física, con capacidad de satisfacer las necesidades actuales de las Universidades y la posible demanda de la industria venezolana. En fin, es mucho lo que queda por hacerse dentro del Departamento de Física y en la Física como ciencia.    

LICENCIATURA EN FISICA

     Los estudios de la Licenciatura en Física tienen como finalidad la de preparar al egresado con los conocimientos básicos de la Física Clásica y Moderna que le permitan desempeñar funciones de investigación y de docencia en el área, así como realizar actividades técnicas en la industria.

     El egresado en Física debe estar capacitado para realizar actividades de investigación básica en muchas áreas de interés como lo son por ejemplo: Propiedades Opticas, Eléctricas, Magnéticas y Térmicas de materiales sólidos, Estructura y movimiento de la corteza terrestre, Estudio de planetas, estrellas y galaxias, Teorías de la relatividad, Mecánica cuántica y partículas subatómicas. El físico que se interese en la aplicación de los resultados de las investigaciones que hace, puede desarrollar nuevas tecnologías para su empleo en las Industrias Petrolera, Siderúrgica y Electrónica, entre otras.

     El Pensum de estudios de la Licenciatura tiene una duración de diez semestres y está estructurado, informalmente, en dos ciclos: el Ciclo Básico, con una duración de tres semestres que comprenden doce asignaturas obligatorias y, el Ciclo Profesional, que comprende veinte asignaturas, dieciocho obligatorias y dos electivas.

     Para obtener el título de Licenciado es necesario además realizar un Trabajo Especial de Grado, el cual consiste en el desarrollo de un trabajo de investigación, bajo la tutoría de un profesional experimentado, y constituye el inicio de la carrera como investigador del estudiante.

PROGRAMA SINOPTICO DE LAS ASIGNATURAS DEL CICLO BASICO Y PROFESIONAL

DE LA LICENCIATURA EN FISICA

Matemática 10:

El programa contempla los siguientes tópicos: Números reales. Rectas en el plano. Funciones reales de una variable real. Límites en un punto. Continuidad. Derivadas y diferenciales. Cónicas.

Idioma 10:

Este curso le proporciona al estudiante el vocabulario y las estructuras básicas para la comprensión cabal de textos sencillos relacionados con su especialidad.

Sociología 10:

Asignatura dictada por el Departamento de Sociología de la Facultad de Humanidades y Educación. Escuela de Educación. Contenido:

Unidad I: Conocimiento, Ciencia y producción Científico-Tecnológica: El proceder cognitivo, Técnica y Tecnología.

Unidad II: Ciencia, Tecnología y Desarrollo: Problemática en América Latina. Evolución y rasgos de la producción Científico-Tecnológica en la región. Institucionalización y organización de la ciencia en Venezuela.

Técnicas de Estudio 10:

Asignatura dictada por docentes del Departamento de Medición y Evaluación de la Facultad de Humanidades y Educación, Escuela de Educación. El contenido programático comprende las siguientes unidades de estudio: Ciencias. Método científico. La investigación científica. Las técnicas de documentación y fuentes documentales. El diseño de la investigación documental.

Química 11:

La asignatura comprende los siguientes grandes temas: Estequiometría. Estructura atómica y enlace químico. Estados de la materia. Equilibrio y Oxido-reducción.

Matemática 20:

El programa comprende el estudio de: Teoría de límites. Extremos relativos y Teoría del valor medio. Representación gráfica de funciones definidas explícitamente. Curvas en el plano. Cálculo de integrales indefinidas. Integral definida y aplicaciones.

Idioma 20:

Este curso proporcionará a los estudiantes los medios que le permitirán reconocer los patrones retóricos en textos auténticos sobre temas relacionados con las materias básicas del Ciclo Profesional de la Física.

Física 11:

El curso comprende: Cinemática. Dinámica. Trabajo y Energía. Conservación de la Energía. Cantidad de Movimiento. Cinemática de Rotación. Dinámica del Movimiento de Rotación. Conservación de la cantidad de Movimiento Angular. Equilibrio de los Cuerpos Rígidos.

Matemática 30:

El programa comprende el estudio de la Geometría analítica. Cálculo diferencial en varias variables. Cálculo integral.

Laboratorio 1 de Física:

El laboratorio persigue que el estudiante adquiera metodología en el trabajo experimental mediante el conocimiento del material, instrumentos y equipos adaptados a las exigencias del laboratorio. Que el estudiante aprenda el orden lógico de redacción de un informe de laboratorio. Se hace énfasis en la discusión de las medidas realizadas y resultados obtenidos, y el cálculo de errores por medio de relaciones sencillas. Comprende las siguientes prácticas: Instrumentos de medida. Errores y Cifras significativas. Gráficos y errores gráficos. Péndulo simple. Resorte espiral. Péndulo de torsión. Cuerda vibrante. Tubo de Kundt. Densidad y Viscosidad. Calor específico. Termómetro de Gas. Cinemática del movimiento bidimensional.

Física 21:

El programa comprende: Termodinámica: Ley de la Termodinámica (T.D.). Equilibrio Térmico. Calor como una forma de Energía. Calor y Trabajo. Leyes de los gases ideales. Procesos reversibles e irreversibles. El ciclo de Carnot. Segunda Ley de la Termodinámica. Entropía y la segunda Ley de la T.D. Electricidad y Magnetismo. Ley de Coulomb. Campo y Potencial Eléctrico. Ley de Gauss. Corriente eléctrica. Campo Magnético. Ley de Biot-Savart y Ley de Ampere. Ley de Faraday.

Laboratorio 2 de Física:

Comprende las siguientes prácticas: Estudio de algunas mediciones básicas. Diseño de voltímetro y amperímetro. Manejo del multímetro y comprobación experimental de las leyes de Kirchhoff. Manejo del Osciloscopio. Estudio de un divisor de tensión. Campo magnético. Diodo. Carga y descarga de un condensador. Circuitos de corriente alterna.

Matemática de la Física 1:

Es un curso general de la Matemática de la Física, cuyo contenido comprende: Análisis Vectorial. Algebra Lineal. Matrices y Determinantes. Propiedades. Variable Compleja: Funciones de Variables Complejas. Límites. Integración Compleja. Series de Taylor y Laurent. Residuos.

Física General 3:

El curso comprende el estudio de: Oscilaciones LC. Analogía con el movimiento armónico simple. Línea de transmisión, guía de ondas, el vector de Poynting. La luz y el espectro electromagnético. Reflexión y refracción, principio de Huygens. Optica geométrica y Optica ondulatoria. Lentes delgadas, lentes convexas, plano convexas, cóncavas, doble cóncavas, etc. Lentes compuestas. Experimento de Young. Difracción. Difracción por abertura múltiples. Polarización. Radiación térmica. Efectos fotoeléctricos.

Mecánica:

Comprende: Vectores. Revisión del cálculo vectorial y leyes de Newton. Sistemas de referencia, sistemas inerciales y acelerados. Conservación de la energía. Movimiento armónico. Dinámica de cuerpos rígidos. Fuerzas centrales. Velocidad de la luz. Relatividad especial. Dinámica relativista. Principio de equivalencia.

Física Moderna 1:

Su objetivo fundamental es familiarizar al estudiante con los fenómenos cuánticos y con la explicación de los mismos en términos de la ecuación de Schrödinger. Contiene: La radiación térmica y el origen de la teoría de los cuantos. Electrones y cuantos. Modelos atómicos. Ondas y partículas. La mecánica cuántica de Schrödinger. Soluciones de la ecuación de Schrödinger.  La teoría cuántica del átomo de hidrógeno. Atomos de muchos electrones. El enlace químico. Estructura molecular. Espectros moleculares.

Matemática de la Física 2:

El objetivo principal del curso es orientar al alumno en el estudio de las funciones especiales de la Física. Ecuaciones de primer orden y primer grado. Ecuaciones diferenciales lineales de orden superior. Solución en series de potencias. Ecuaciones diferenciales lineales, con coeficientes variables. Funciones de Bessel. Funciones de Legandre. Polinomios de Hermite.

Electrónica:

Este curso está destinado a preparar al estudiante con los conocimientos elementales y eminentemente prácticos de la técnica electrónica moderna. Para los estudiantes de Química comprende los conocimientos que ellos necesitan para la asignatura Instrumentación Electrónica. Estudia: Emisión Electrónica. Emisión de campo. Emisión secundaria. Emisión termoiónica. Emisión fotoeléctrica. Válvulas de vacío, diodos y triodos. Transistores de estado sólido. Osciladores sinuosidades. Amplificadores. Realimentación. Circuitos Digitales. Fotoceldas. Celdas fotovoltáicas. Fotomultiplicador. Tubos de rayos catódicos.

Ciencia y Sociedad:

Provee al estudiante de una visión de conjunto en cuanto a la relación de la ciencia con otras disciplinas y con el medio ambiente y social en que se desarrolla. Curso obligatorio para los estudiantes.

Física Moderna 2:

Enlace en sólidos.. Estructura cristalina. Redes de Bravais. Calor específico de sólidos. Teoría de Bandas en sólidos. El núcleo atómico. Fuerzas y modelos nucleares. Radioactividad. Reacciones nucleares. Partículas elementales, la teoría del electrón, antipartículas, mesones pi, mu y kaffa. Hiperones.

Programación y Diseño Algorítmico I:

Curso introductivo a la programación numérica. Comprende los siguientes tópicos: Organización del computador; Sistema Operativo UNIX, Sistema Operativo MS-DOS. Comunicación hombre-computador. Lenguajes de programación. Diseño lógico de programas. Programación Pascal, Introducción al análisis numérico aplicado.

Mecánica Clásica:

Curso destinado a familiarizar al alumno con el formalismo Hamiltoniano y prepararlo con las bases necesarias para el estudio de la Mecánica Cuántica. Estudia también el principio de D'Alambert, ecuaciones de Hamilton, transformaciones canónicas, teoría de Hamilton-Jacobi, pequeñas oscilaciones, formulación de Lagrange para medios continuos.

Física Estadística:

Esta asignatura comprende: Revisión de termodinámica, Sistemas macroscópicos, Fluctuaciones en el equilibrio. Probabilidad, conjuntos estadísticos, aplicación a sistemas de muchas partículas. Descripción estadística de los sistemas de partículas. Interacción térmica. Descripción micro y macroscópica. La distribución canónica. Interacción termodinámica general. Teoría cinética del transporte. Ley de Ohm.

Laboratorio 3 de Física:

Comprende el estudio experimental de los fundamentos de la Optica: Medidas de longitud de onda, de índices de refracción. Interferometría. Efecto fotoeléctrico. Estudio de Microondas. Optica con Lasers. Estudio de espectros. Experimento de Young.

Matemática de la Física 3:

Comprende el estudio de ecuaciones diferenciales parciales de la Física Teórica y del Espacio de Hilbert. Abarca conocimientos necesarios para el estudio de la Mecánica Cuántica. Comprende el estudio de las ecuaciones diferenciales parciales. Representación de Operadores. Matrices. Ecuaciones de Laplace, de onda y de difusión.

Mecánica Cuántica:

Su objetivo fundamental es el de capacitar al estudiante en el uso de métodos cuánticos para tratar los fenómenos de la Física, con énfasis en las aplicaciones y resolución de problemas simples. El curso comprende: Introducción Matemáticas. Problemas de autovalores de la energía. Principios Generales de la Mecánica Cuántica. Mecánica matricial. Sistemas de muchas partículas. Teoría de perturbaciones independientes del tiempo. Perturbaciones de primer orden.

Electiva 1.

Son cursos dictados por miembros de Grupos de investigación del Departamento ó de otros centros científicos. Las asignaturas electivas se dictan con dos fines: 1. Familiarizar al estudiante con el campo de investigación de su agrado. 2. Entrenar activamente al estudiante por el camino más directo posible para realizar investigación en un determinado campo. Si el curso es ofrecido fuera del Departamento, el estudiante deberá obtener de parte del Coordinador Docente y Jefe del Departamento el permiso de inscripción, y previo el visto bueno del Tutor. Las materias que ofrece la Electiva 1 son:

- Astrofísica

- Estado Sólido

- Teoria de Grupos

- Tópicos en Biofísica 1

- Geofísica 1

- Superficies 1

- Física Teórica 1

- Astronomía Basica 1

- Relatividad 1

- Metalurgia Física.

Laboratorio 4 de Física.

A través de este curso se logra que el estudiante adquiera una visión experimental de los fenómenos físicos estudiados en las asignaturas de Optica y Física Moderna, y que el estudiante aprenda a resolver problemas técnicos de laboratorio y de esta manera orientarlo a la realización de investigaciones experimentales. Efecto Zeeman. Espectrómetro de masa y rayos Beta. Resonancia magnética nuclear y de Espin electrónico. Decaimiento radioactivo. Microscopía de emisión de campo de electrones. Estudio de técnicas de medición de campos magnéticos. Aplicación de técnicas interferométricas. Difracción de rayos X en monocristales. Experimento de Frank-Hertz.

Electromagnetismo:

Uno de los objetivos del curso es el de preparar al estudiante en la aplicación de los conocimientos de la matemática a los problemas de la Física. Contiene: Electrostática. Potencial. Resolución de problemas de potencial. El campo electrostático en medios dieléctricos. Energía electrostática. Corriente eléctrica. El campo magnético de corrientes estacionarias. Potencial vectorial. Inducción electromagnética. Corrientes de desplazamiento. Ecuaciones de Maxwell. Algunas aplicaciones de la ecuación de Maxwell: Ondas en el vacío, reflexión metálica, etc. Electrodinámica.

Electivas 2:

Son cursos dictados por miembros de Grupos de investigación del Departamento ó de otros centros científicos. Las asignaturas electivas se dictan con dos fines: 1. Seguir familiarizando a los estudiantes en el campo de investigación de su agrado. 2. Seguir entrenando activamente al estudiante por el camino más directo posible para realizar investigación en un determinado campo. Si el curso es ofrecido fuera del Departamento, el estudiante deberá obtener de parte del Coordinador Docente y Jefe del Departamento el permiso de inscripción, y previo el visto bueno del Tutor. Las materias que ofrece la Electiva 1 son:

- Relatividad 2

- Astronomía Básica 2

- Mecánica Cuántica 2

- Astrofísica General 2

- Estado Sólido 2

- Geofísica 2

- Biofísica 2

- Superficies 2

- Biomecánica

- Física Teórica 2.

Seminario Tesis de Licenciatura:

Es una materia que esta estrechamente relacionada con el Trabajo de Grado y comprende lecturas relacionadas con el mismo. El examen del seminario consiste en una exposición pública.

Pasantías Industriales:

El objetivo de las Pasantías Industriales es la de relacionar al estudiante con actividades ligadas a la investigación en Física. Actividades que se realizan en las diversas Industrias del país (Metalúrgicas, de Petróleo, Geológicas, etc.).

Tesis de Grado:

Esta estrechamente relacionada con el Seminario Tesis de Licenciatura. El Trabajo de Grado es un trabajo de introducción a la investigación, experimento o cálculo teórico donde se introduce al estudiante en el estudio de técnicas de trabajo. La duración es de un año que permite que el estudiante tome un proyecto de mayor envergadura y tenga más tiempo y posibilidades para integrarse a un Grupo de Investigación.