Propiedades de los materiales

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Questions and Answers

¿Cuál de las siguientes propiedades no depende principalmente de la estructura y fuerzas intermoleculares?

Expansión térmica
Superconductividad (correct)
Constantes elásticas
Constantes dieléctricas

El objetivo principal del curso es proporcionar una comprensión detallada de las propiedades mecánicas de los materiales.

False (B)

De acuerdo a la teoría clásica de electrones libres, la conductividad DC es directamente proporcional a la ______ media entre colisiones de los electrones.

tiempo

Empareja cada propiedad con su descripción correspondiente:

Iónico = Materiales que conducen la electricidad mediante el movimiento de iones. Diamagnético = Materiales que son repelidos por un campo magnético. Opaco = Materiales que absorben la luz y no la transmiten. Semiconductor = Materiales con conductividad eléctrica intermedia entre un conductor y un aislante. Signup and view all the answers

¿Cuál de los siguientes fenómenos se explica mediante la teoría clásica de electrones libres?

Efecto Hall (D) Signup and view all the answers

El principio de Pauli establece que dos electrones en el mismo átomo pueden tener los mismos cuatro números cuánticos.

False (B) Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe mejor la diferencia clave entre la teoría de bandas en metales y semiconductores?

Los semiconductores tienen una brecha de energía que los metales no tienen, permitiendo la conductividad bajo ciertas condiciones. (B) Signup and view all the answers

La teoría de bandas explica el comportamiento eléctrico de los metales, semiconductores y aislantes considerando los niveles de energía de los electrones como bandas.

True (A) Signup and view all the answers

¿Qué concepto cuántico introdujeron Uhlenbeck y Goudsmit en 1925 para explicar el momento angular intrínseco de un electrón?

espín del electrón Signup and view all the answers

En el modelo de Bohr, solo uno de los grados de libertad del electrón es ________.

cuantizado Signup and view all the answers

Relacione los siguientes tipos de magnetismo con su descripción:

Diamagnético = Materiales que son débilmente repelidos por un campo magnético. Paramagnético = Materiales que son débilmente atraídos por un campo magnético. Ferromagnético = Materiales que exhiben magnetización espontánea y pueden mantenerla incluso en ausencia de un campo magnético externo. Antiferromagnético = Materiales en los que los momentos magnéticos de los átomos o moléculas se alinean en una forma antiparalela, resultando en un momento magnético neto cero. Signup and view all the answers

¿Qué modelo atómico introdujo la idea de que los electrones solo pueden ocupar ciertos niveles de energía discretos?

Modelo de Bohr (C) Signup and view all the answers

En el contexto de la teoría de bandas, ¿qué representa la 'brecha de energía'?

La diferencia de energía entre la banda de valencia y la banda de conducción. Signup and view all the answers

El modelo de Sommerfeld cuantifica solo un grado de libertad del electrón

False (B) Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe mejor la velocidad de una partícula según la teoría de las ondas de De Broglie?

Es la velocidad del paquete de ondas, también conocida como velocidad de grupo. (A) Signup and view all the answers

Según el principio de incertidumbre de Heisenberg, representar una partícula como un sistema de ondas permite localizarla con precisión absoluta en el espacio y el tiempo.

False (B) Signup and view all the answers

El movimiento de cualquier objeto material puede ser considerado como una fuente o tren de ________.

ondas Signup and view all the answers

¿Cuál es la principal diferencia en la dirección de vibración entre las ondas transversales y las ondas longitudinales?

Las partículas en ondas transversales vibran perpendicularmente a la dirección de propagación, mientras que en las longitudinales vibran paralelamente. (C) Signup and view all the answers

¿Qué condición es necesaria para que se forme una onda estacionaria?

Dos ondas de igual frecuencia que avanzan en el mismo medio, pero en direcciones contrarias. (C) Signup and view all the answers

Las ondas estacionarias solo se pueden producir en instrumentos musicales de cuerda.

False (B) Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes características no es necesaria para que una ecuación de onda se considere de 'buen comportamiento'?

Compleja (D) Signup and view all the answers

Las ondas transportan materia de un punto a otro.

False (B) Signup and view all the answers

En la ecuación de Schrödinger independiente del tiempo, la energía total de una partícula se representa con el símbolo ______.

E Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes expresiones representa la relación entre el momento (p) y el número de onda (k) de una partícula en la mecánica cuántica?

$p = \hbar k$ (C) Signup and view all the answers

La ecuación de Schrödinger solo es aplicable a partículas libres (es decir, partículas no sujetas a ninguna energía potencial).

False (B) Signup and view all the answers

¿Qué término se añade a la ecuación de Schrödinger para describir una partícula sujeta a una energía potencial?

$V(x)Ψ(x,t)$ Signup and view all the answers

¿Cuál es la interpretación física de $Ψ(x, t)$ en la ecuación de Schrödinger?

La función de onda que describe el estado cuántico de la partícula (A) Signup and view all the answers

En la expresión $E = \hbar w$, $w$ representa la ______ de la onda.

frecuencia angular Signup and view all the answers

Relacione cada término de la ecuación de Schrödinger con su descripción:

$\frac{-\hbar^2}{2m} \frac{\partial^2 Ψ(x, t)}{\partial x^2}$ = Energía cinética $V(x) Ψ(x, t)$ = Energía potencial $i\hbar \frac{\partial Ψ(x, t)}{\partial t}$ = Energía total Signup and view all the answers

¿Qué condición es necesaria para que la solución de la ecuación del oscilador armónico cuántico tenga sentido físico?

Truncar la serie. (B) Signup and view all the answers

¿Qué ocurre con la distinción de los picos individuales de |Ψ|² a energías muy altas según el principio de incertidumbre de Heisenberg?

Los picos se fusionan, apareciendo |Ψ|² como un continuo similar al oscilador clásico. (A) Signup and view all the answers

En el contexto de la partícula en una caja, la función de onda (Ψ) puede tener un valor distinto de cero fuera de los límites de la caja debido a la posibilidad de tunelización cuántica.

False (B) Signup and view all the answers

La energía mínima que puede tener un oscilador cuántico se conoce como energía del ______.

punto cero Signup and view all the answers

Describe cómo las condiciones de continuidad en las fronteras de la caja restringen los valores posibles de la función de onda (Ψ) para la partícula en una caja.

Las condiciones de continuidad exigen que la función de onda (Ψ) sea cero en las fronteras de la caja (x=0 y x=L), lo que lleva a la cuantización del número de onda (k) y, por ende, de la energía. Signup and view all the answers

En el modelo de la partícula en una caja con paredes infinitamente rígidas, el potencial V(x) es igual a _______ dentro de la caja ($0 ≤ x ≤ L$).

cero Signup and view all the answers

¿Cómo se compara la densidad de probabilidad del oscilador cuántico con la del oscilador clásico a una energía dada?

El oscilador cuántico muestra máximos y mínimos, mientras que el clásico es más uniforme. (A) Signup and view all the answers

Relaciona cada condición de frontera con su implicación en la solución de la función de onda (Ψ) para la partícula en una caja:

Ψ(x) = 0 para x ≤ 0 y x ≥ L = La partícula no puede existir fuera de la caja, restringiendo las soluciones de la función de onda al interior. Ψ(0) = 0 = Elimina el término coseno en la solución general de la función de onda dentro de la caja. Ψ(L) = 0 con A ≠ 0 = Cuantiza los valores permitidos del número de onda (k) y, por lo tanto, de la energía. Signup and view all the answers

Para números cuánticos (n) grandes, la distancia entre los picos de la densidad de probabilidad del oscilador cuántico aumenta.

False (B) Signup and view all the answers

Empareja los siguientes conceptos del oscilador armónico cuántico con su descripción correcta:

Ortogonalidad = La integral del producto de dos funciones de onda diferentes es cero. Polinomios de Hermite = Funciones que describen las soluciones del oscilador cuántico. Energía del punto cero = Energía mínima que posee el oscilador. Cuantización de la energía = Las energías permitidas tienen valores discretos. Signup and view all the answers

¿Qué ocurre con la densidad de probabilidad del oscilador cuántico a medida que el número cuántico `n` se hace muy grande?

Se asemeja a la densidad de probabilidad clásica. (C) Signup and view all the answers

Flashcards

Propiedades eléctricas

Características que describen la conductividad y comportamiento eléctrico de los materiales.

Estructura atómica

Disposición de protones, neutrones y electrones en un átomo que determina sus propiedades.

Modelo de Bohr

Modelo que describe la estructura electrónica de los átomos y sus órbitas.

Ecuación de Schrödinger

Ecuación fundamental en mecánica cuántica que describe cómo cambia el estado cuántico de un sistema.