Física (F)
(http://ascn4.fib.upc.edu/fai/docencia/fisica/fisica.htm)
|
|
Crèdits: 9.0 (6.0 T 1.5 P 1.5 L)
| |
Departament:
FEN
|
Tipus d'assignatura
Assigatura de la Fase de Selecció
Objectius docents
L'objectiu prioritari de l'assignatura és aconseguir que els estudiants aprofundeixin
en la seva comprensió dels temes de Física General que tenen una incidència
més gran sobre la Informàtica. Per això, tractarem de completar els coneixements
de Física adquirits en cursos anteriors.
Concretament, el programa és una introducció a l'electromagnetisme, a la
teoria de circuits, a les ones electromagnètiques i als fonaments dels
circuits lògics.
A més a més, considerem indispensable la realització de pràctiques de
laboratori on l'estudiant es pugui familiaritzar amb la metodologia de la
mesura, i amb els instruments bàsics de tot laboratori de hardware,
tals com el polímetre, l'oscil.loscopi i els generadors de funcions.
També pensem que és força interessant oferir a l'estudiant la possibilitat de
realitzar opcionalment algun programa d'ordinador en el qual l'aplicació d'una
tècnica numèrica senzilla permeti resoldre determinats problemes de Física bàsica.
Programa
1. Electrostàtica
1. Llei de Coulomb.
2. Camp elèctric i línies del camp elèctric.
3. Flux del camp elèctric i llei de Gauss.
4. Potencial elèctric i diferència de potencial.
5. Condensadors.
6. Combinació de condensadors.
7. Dielèctrics.
8. Energia d'un condensador carregat. Densitat d'energia electrostàtica.
9. Tub de raigs catòdics: oscil.loscopi i pantalles d'ordinador o televisor.
2. Electrocinètica
1. Corrent elèctric.
2. Resistència elèctrica: llei d'Ohm.
3. Combinació de resistències.
4. Generadors: força electromotriu i resistència interna.
5. Potència en circuits elèctrics.
6. Aparells elèctrics de mesura: amperímetres, voltímetres i ohmímetres.
7. Circuits de múltiples malles: lleis de Kirchhoff.
8. Circuit equivalent de Thévenin.
9. Circuits RC.
10. Resistivitat en funció de la temperatura: superconductivitat.
3. Introducció a l'electrònica i a les portes lògiques
1. Teoria de la conducció: conductors, aïllants i semiconductors.
2. Díode d'unió p-n: rectificador de corrent.
3. Díode Zener: limitador de tensió.
4. Transistor bipolar d'unió.
5. Transistor d'efecte de camp.
6. Portes lògiques.
7. Fotoconductivitat: fotocopiadores i impressores làser.
4. Camp magnètic
1. Força magnètica sobre una càrrega i sobre un corrent elèctric.
2. Acció d'un camp magnètic sobre una espira de corrent i un
imant: moment magnètic.
3. Efecte Hall.
4. Llei de Biot-Savart.
5. Forces magnètiques entre corrents.
6. Línies de camp magnètic i flux magnètic.
7. Llei d'Ampère.
8. Materials paramagnètics i diamagnètics.
9. Materials ferromagnètics: dominis magnètics i cicle d'histèresi.
5. Inducció electromagnètica
1. Fenòmens d'inducció magnètica: llei de Faraday-Lenz.
2. Corrents de Foucault.
3. Generadors i motors de corrent altern.
4. Autoinducció i inducció mútua.
5. Energia magnètica d'una bobina i densitat d'energia magnètica.
6. Circuits LC.
7. Memòries magnètiques d'ordinador.
6. Corrent altern.
1. Corrent altern en un circuit RLC en sèrie. Impedància.
2. Potència d'un corrent altern. Factor de potència.
3. Ressonància.
4. Circuits de corrent altern.
5. Filtres.
6. Transformadors.
7. Ones electromagnètiques
1. Introducció a les ones. Ones harmòniques simples.
2. Equacions de Maxwell i ones electromagnètiques.
3. Ones electromagnètiques planes i linealment polaritzades.
4. Intensitat de les ones electromagnètiques.
5. L'espectre electromagnètic.
6. Ones electromagnètiques en medis materials. Reflexió i refracció.
7. Interferències.
8. Fibres òptiques. Memòries òptiques i magneto-òptiques. Pantalles de cristall líquid.
Avaluació
L'avaluació tindrà en compte dues components:
a) Qualificació dels coneixements de tota l'assignatura (T) que
s'obtindrà tenint en compte el resultat de dues proves:
a1) Una prova realitzada durant el quatrimestre (P),
a2) Una prova final de tot el quatrimestre (F).
Aleshores: T = 0.2 * P + 0.8 * F o, si F fos superior a T, T = F
b) Qualificació de les pràctiques de laboratori (L), que constarà de dues parts:
b1) Avaluació del treball fet al laboratori (L1). Al final de cada
pràctica es valorarà si aquesta s'ha realitzat satisfactòriament.
La puntuació final serà
L1 = 10 * (ps/pp)
on ps: nombre de pràctiques realitzades satisfactòriament,
pp: nombre de pràctiques proposades.
b2) La mitjana dels resultats de dues proves específiques per
tal d'avaluar els coneixements adquirits en les pràctiques de
laboratori (L2).
La qualificació final (NF) serà:
NF = 0.85 * T + 0.05 * L1 + 0.10 * L2
Bibliografia
Bibliografia bàsica
- GIRÓ, CANALES, REY, SESÉ, TRULLÀS Física per a estudiants d'informàtica Edicions UOC. Col.lecció Manuals, núm 14. , 1998
- TIPLER (2 vol.) Física (edició catalana) Reverté, 1994
- GETTYS, KELLER, SKOVE Física clàsica y moderna McGraw-Hill, 1991
- SEARS, ZEMANSKY, YOUNG Física universitaria Addison-Wesley Iberoamericana, 1998
- ALONSO, FINN Física Addison-Wesley Iberoamericana , 1995
Bibliografia complementària
- TRULLÀS Física bàsica amb ordinadors Edicions UPC, 1993
- FERNANDEZ, PUJAL Iniciación a la física Reverté, 1985
- RESNICK, HALLIDAY, KRANE (2 volums) Física C.E.C.S.A, 1993
- GONZALEZ La Física en Problemas Tébar Flores, 1995
- BURBANO, BURBANO, GRACIA Problemas de Física General Mira, 1994
- GARCIA ROGER (2 volums) Problemas de física Edunsa, 1992
- VIDAL, GANDIA Problemas en física Distri. Llibreria Herder, 1977
- EDMINISTER Circuitos eléctricos McGraw-Hill. 3a.edició., 1997
- GARCIA, DAMASK, SCHWARZ Physics for computer science students Springer, 1997
- ROLLER, BLUM Física Reverté, 1986
Informació complementària
RELACIÓ DE PRÀCTIQUES DE LABORATORI
Els estudiants hauran de realitzar 5 de les següents pràctiques de laboratori:
1a.- Funcionament de l'oscil.loscopi.
1b.- Mesura de la velocitat d'una ona acústica.
1c.- Corbes de Lissajous.
2.- Mesures en corrent continu.
3.- Resistència interna, fem i corrent de curtcircuit d'un generador.
4.- Díode. Característiques i aplicacions.
5.- Mesures de camp magnètic.
6.- Inducció magnètica.
7.- Circuit RC.
8.- Corrent Altern: Circuits RC, RL, RLC sèrie.
Opcionalment, en lloc d'una pràctica de laboratori els estudiants
podran fer una pràctica de física amb ordinador.
|
fib.upc.edu