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La guía de la asignatura ha sido actualizada con los cambios que aquí se mencionan.

Nombre y apellidos	DAVID GARCIA ALDEA (Coordinador de Asignatura)
Correo electrónico	dgaldea@fisfun.uned.es
Teléfono	91398-7636
Facultad	FACULTAD DE CIENCIAS
Departamento	FÍSICA FUNDAMENTAL

Nombre y apellidos	JULIO JUAN FERNANDEZ SANCHEZ
Correo electrónico	jjfernandez@fisfun.uned.es
Teléfono	91398-7142
Facultad	FACULTAD DE CIENCIAS
Departamento	FÍSICA FUNDAMENTAL

NOMBRE DE LA ASIGNATURA
NOMBRE DE LA ASIGNATURA	FÍSICA CUÁNTICA I
CÓDIGO
CÓDIGO	61043035
CURSO ACADÉMICO
CURSO ACADÉMICO	2023/2024
DEPARTAMENTO
DEPARTAMENTO	FÍSICA FUNDAMENTAL
TÍTULO EN QUE SE IMPARTE
TÍTULO EN QUE SE IMPARTE
	GRADO EN FÍSICA
CURSO
CURSO	TERCER CURSO
PERIODO	SEMESTRE 1
TIPO	OBLIGATORIAS
Nº ECTS
Nº ECTS	6
HORAS
HORAS	150
IDIOMAS EN QUE SE IMPARTE
IDIOMAS EN QUE SE IMPARTE	CASTELLANO

La Física Cuántica es un pilar de la ciencia moderna. Desarrollada inicialmente para explicar el dominio atómico y subatómico, su campo de aplicación no ha dejado de crecer con el tiempo.

El objetivo de esta asignatura Física Cuántica I es, tras un breve repaso de la teoría clásica de la radiación y de las propiedades corpusculares de la misma, presentar el formalismo matemático necesario para explicar los fenómenos que en su día  rompieron la imagen clásica de la Física.

Tanto la teoría como las aplicaciones de la misma tendrán su continuación natural en la asignatura Física Cuántica II, de este mismo curso del Grado en Física.

Dentro del Grado en Física, la materia Física Cuántica, se divide en tres asignaturas, dos de ellas en el tercer curso (ambas obligatorias y de 6 ECTS) y una optativa de cuarto curso (de 5 ECTS).
La primera de esas asignaturas es Física Cuántica I, con un enfoque más formal, mientras que la asignatura Física Cuántica II resulta ser más aplicada. El estudio de la materia finaliza con la asignatura optativa Mecánica Cuántica de cuarto curso.
La asignatura representa un primer paso en la formalización de las propiedades de la física del mundo microscópico (que, en parte, ya han sido presentadas en la asignatura Fundamentos de Física III).
Por otra parte, los conceptos y herramientas matemáticas adquiridos en estas asignaturas serán fundamentales para abordar las asignaturas Física del Estado Sólido y Física Nuclear y Subnuclear de cuarto curso.

Para estudiar esta asignatura es necesario conocer la fenomenología básica que dio lugar al desarrollo de la mecánica cuántica y algunas ideas básicas de la misma que forman parte de la asignatura de Fundamentos de Física III.
Asimismo para seguir con aprovechamiento la asignatura se deben dominar los contenidos de las asignatura de Fundamentos de Física I y II (de primer curso de Grado),  los conceptos objeto de las asignaturas Mecánica y Vibraciones y Ondas (ambas de segundo curso) así como los conocimientos básicos de radiación electromagnética incluidos en la asignatura de Electromagnetismo II (también de segundo curso). Sólo así se puede entender el cambio conceptual que supone la Física Cuántica y sus diferencias y también su correspondencia en ciertos límites con la Física Clásica.
También  es necesario conocer algunas ideas matemáticas básicas sobre la estructura de los espacios de Hilbert y tener facilidad en el uso de la transformada de Fourier, que se estudian en las asignaturas de Métodos Matemáticos I y II.

 

La asignatura se imparte virtualizada, y en el curso virtual se ofrece una herramienta para el seguimiento de la asignatura: los Foros de debate por cada uno de los temas, con intención de ayudar a generar debate entre los estudiantes acerca de conceptos o aplicaciones y, como consecuencia, mejorar el aprendizaje.

Al plantear preguntas en los foros (dudas de teoría, ejercicios, problemas, etc.) tanto las dudas como las respuestas pueden ser también útiles para el resto de los estudiantes. Se pretende que en esos foros se inicien los debates planteando dudas o preguntas libremente, pero siempre proponiendo una respuesta meditada al respecto, aunque sea equivocada, indicando por qué se tienen dudas sobre la misma.

Además, a través de las herramientas de comunicación del Curso Virtual los alumnos pueden plantear sus dudas al Equipo Docente o a su Profesor Tutor.

 

Horario de atención al alumno
El estudiante puede contactar en todo momento a través del curso virtual o por correo electrónico con el equipo docente.

Para cualquier consulta personal o telefónica.

Profesor: Dr. D. David García Aldea
E-mail: dgaldea@fisfun.uned.es
Teléfono: 91 398 7140
Horario: Martes, de 16 a 20 h
Edificio Biblioteca UNED, planta 1 (Mediateca). Paseo Senda del Rey 5. 28040 Madrid, España

Profesor: Dr. D. Julio Juan Fernández Sánchez
E-mail: jjfernandez@fisfun.uned.es
Teléfono: 91 398 7142
Horario: Miércoles, de 10:00 a 12:00 h y de 16:00 a 18:00 h.
Edificio Biblioteca UNED, planta 1 (Mediateca). Paseo Senda del Rey 5. 28040 Madrid, España

En caso de que el día de la guardia sea día festivo, la guardia se realizará el siguiente día lectivo.

Departamento de Física Fundamental, Facultad de Ciencias.
Edificio Biblioteca UNED, planta 1 (Mediateca). Paseo Senda del Rey 5. 28040 Madrid, España
(el Edificio Biblioteca UNED está situado junto al río Manzanares y al Puente de los Franceses).

En el enlace que aparece a continuación se muestran los centros asociados y extensiones en las que se imparten tutorías de la asignatura. Estas pueden ser:

• Tutorías de centro o presenciales: se puede asistir físicamente en un aula o despacho del centro asociado.

• Tutorías campus/intercampus: se puede acceder vía internet.

Consultar horarios de tutorización de la asignatura 61043035

- Manejar con soltura las unidades típicas de la escala atómica (eV, Å, µB).

- Entender la diferencia entre las descripciones clásica y cuántica del estado de un sistema.

- Adquirir el concepto de función de onda y su interpretación probabilista.

- Entender la relación entre las formulaciones en el espacio de posiciones y el espacio de momentos.

- Entender la necesidad de un formalismo matemático propio de la Mecánica Cuántica.

- Deducir el comportamiento de los sistemas cuánticos a partir de sus propiedades genéricas.

- Conocer la correspondencia entre magnitudes clásicas y operadores cuánticos.

- Conocer la idea de Hamiltoniano como operador correspondiente a la energía y su relación con el operador de evolución temporal.

- Conocer la ecuación de Schödinger dependiente e independiente del tiempo.

- Entender los procesos de medida y preparación de estado en mecánica cuántica.

- Distinguir entre la evolución determinista de la función de onda y la evolución estocástica en una medida.

- Entender la noción de entrelazamiento cuántico.

- Resolver sistemas sencillos en una dimensión, tanto con estados ligados como con estados de colisión.

- Conocer las propiedades básicas del oscilador armónico cuántico.

- Comprender el significado del operador momento angular en Física Cuántica.

 

La metodología de la asignatura está basada en la enseñanza a distancia con el apoyo de la plataforma virtual de la UNED, ágora.

El curso virtual dispone de una herramienta básica para el seguimiento y estudio de la asignatura: los Foros de debate para cada uno de los temas. La intención de esos foros es que se genere debate entre los alumnos respecto a conceptos o aplicaciones. Es importante que se plantee en dichos foros cualquier pregunta que puedan tener los estudiantes (dudas de teoría, ejercicios, problemas, etc.) acerca del estudio de la asignatura, pues así tanto las cuestiones como las respuestas que se den a las mismas serán también útiles para el resto de los alumnos. La participación activa en el debate será siempre bien vista por parte del Equipo Docente y solamente podrá tener consecuencias positivas en la calificación; los posibles errores, de concepto o de desarrollo, nunca serán contados negativamente para el alumno.
Se pretende que en esos foros se inicien los debates planteando dudas o preguntas  libremente, pero siempre se debe proponer una respuesta meditada, aunque sea equivocada, indicando por qué tiene dudas sobre la misma.

En el Curso Virtual se establece un calendario de estudio de la asignatura, con una estimación del tiempo que se debe dedicar a cada tema. Siguiendo el esquema temporal del calendario de la asignatura, el estudiante abordará de forma autónoma el estudio de los contenidos del libro de texto base.

El equipo docente proporcionará material aclaratorio de la bibliografía básica, documentos de trabajo y ampliación, así como ejercicios resueltos de los temas.

Además, como se indica en el apartado de evaluación, a través del Curso Virtual el equipo docente propondrá las pruebas de evaluación continua.

Los estudiantes podrán recibir las orientaciones y el apoyo del equipo docente a través de las herramientas de comunicación proporcionadas por la plataforma.

TIPO DE PRUEBA PRESENCIAL
Tipo de examen
Tipo de examen	Examen de desarrollo
Preguntas desarrollo
Preguntas desarrollo	4
Duración
Duración	120 (minutos)
Material permitido en el examen
Material permitido en el examen	Ninguno.
Criterios de evaluación
Criterios de evaluación	Cada pregunta (que pueden ser cuestiones o problemas) se puntúa de la forma indicada en el exámen. Es necesario aprobar cuestiones y problemas por separado . La evaluación del examen es global. Cuestiones: se debe contestar razonadamente, ajustándose a las preguntas y explicando lo que se haga. Problemas: se deben resolver, no solo indicar cómo se podrían resolver, ni poner la solución si se conoce la misma; hay que resolverlos realmente. El estudiante debe explicar con claridad los pasos y discutir los resultados, definiendo todas las variables que use y explicando las aproximaciones, notación y fórmulas que utilice. No se deben hacer números hasta haber obtenido una expresión algebraica (se recomienda entonces hacer una estimación en órdenes de magnitud). Para obtener calificación en el problema o cuestión el alumno debe demostrar que realmente sabe resolverlo, no se obtendrá ninguna calificación por indicar meramente como se debe resolver. Se deben indicar los principios físicos que se aplican y las aproximaciones que se hacen, una resolución de un problema que se basa en una mera sucesión de fórmulas no es válida. El estudiante debe ser capaz de seguir los pasos hasta obtener el resultado final, luego discutir las implicaciones físicas del resultado y evaluar si el resultado que ha obtenido es razonable o no. Todos los pasos deben figurar explícitamente y en detalle, tampoco se valorará escribir exclusivamente los resultados. Debe tenerse en cuenta que los errores de concepto siempre incidirán muy negativamente en la nota y pueden anular completamente la calificación de una cuestión o un problema. No todos los apartados de los problemas puntúan de igual forma, lo harán en función de su importancia, extensión y dificultad. No se puede pretender aprobar el examen obteniendo fracciones de punto en diferentes apartados. El estudiante debe demostrar realmente que es capaz de resolver problemas completos, mostrando así su comprensión de los conceptos físicos, su habilidad y destreza en la aplicación de estos y su capacidad para el análisis físico de los resultados.
% del examen sobre la nota final
% del examen sobre la nota final	100
Nota mínima del examen para aprobar sin PEC
Nota mínima del examen para aprobar sin PEC	5
Nota máxima que aporta el examen a la calificación final sin PEC
Nota máxima que aporta el examen a la calificación final sin PEC	10
Nota mínima en el examen para sumar la PEC
Nota mínima en el examen para sumar la PEC	5
Comentarios y observaciones
Comentarios y observaciones	El peso del examen sobre la nota final depende de si el estudiante realiza o no las PECs. Para aprobar la asignatura, necesariamente la nota de la prueba presencial, "PP", ha de ser superior a 5 (sobre 10 puntos) y la calificación final de la asignatura se realiza de la siguiente manera: - si PP >= 5, CALIFICACIÓN FINAL ASIGNATURA= NOTA PP + 0.2 * NOTA PECs + 0.1 * NOTA Trabajos Computacionales  - si la PP < 5, CALIFICACIÓN FINAL ASIGNATURA= NOTA PP. La PEC1 consistirá en una prueba objetiva tipo test y las siguientes consisten en colecciones de problemas representativos. Con esto se pretende que cubra casi todo el temario de la asignatura y la mayor parte de los conceptos y habilidades fundamentales que los estudiantes deben demostrar luego en las pruebas presenciales. Al comienzo del curso se especificarán en el plan de trabajo las fechas definitivas de las PECs.

PRUEBAS DE EVALUACIÓN CONTINUA (PEC)
¿Hay PEC?
¿Hay PEC?	Si
Descripción
Descripción	- La primera de las pruebas de evaluación continua, PEC1, es una prueba "on-line" de evaluación objetiva, con cuestiones relativas a los primeros temas del temario. La prueba es de respuestas de elección múltiple y será calificada de 0 a 10, aportando cada respuesta correcta 0.5 puntos. Se podrán penalizar los errores. - Las siguentes PECs son colecciones de problemas característicos que el estudiante debe resolver y entregar a través del curso virtual. Con esto se pretende que cubra casi todo el temario de la asignatura y la mayor parte de los conceptos y habilidades fundamentales que los estudiantes deben demostrar luego en las pruebras presenciales. Al comienzo del curso se especificarán en el plan de trabajo las fechas definitivas de las PECs. El estudiante dispondrá de varios días para estudiar los problemas de las PECs y redactar una memoria con las soluciones detalladas utilizando un software que permita la inclusión de ecuaciones.
Criterios de evaluación
Criterios de evaluación	- La PEC1 se califica de manera automática de 0 a 10 puntos, aportando cada respuesta correcta 0.5 puntos. Se podrán penalizar los errores. - Las PECs de desarrollo serán calificadas siguiendo las mismas ideas que la corrección del examen presencial: el estudiante debe explicar con claridad los pasos y discutir los resultados, definiendo todas las variables que use y explicando las aproximaciones, notación y fórmulas que utilice.No se deben hacer números hasta haber obtenido una expresión algebraica (se recomienda entonces hacer una estimación en órdenes de magnitud).
Ponderación de la PEC en la nota final
Ponderación de la PEC en la nota final	Suma hasta un máximo de 2 puntos.
Fecha aproximada de entrega
Fecha aproximada de entrega	PEC1 - mediados de noviembre // PEC2 - finaldes de noviembre // PEC3 - mediados de diciembre // PEC4 - comienzos de enero
Comentarios y observaciones
Comentarios y observaciones	Las PECs constituyen ejercicios de aplicación directa de lo aprendido en el estudio del texto base para que el estudiante fije los conocimientos y adquiera práctica y soltura en el manejo de resolución de problemas de Física Cuántica. No se facilitarán las soluciones a las PECs ni se atenderán solicitudes en ese sentido. Todo estudiante que haya estudiado con aprovechamiento el texto base de la asignatura puede resolver esos ejercicios y encontrar en internet u otros textos de la materia ejercicios parecidos resueltos. Está completamente permitido consultar todo el material que se quiera para su realización, pero no la comunicación entre estudiantes ni con terceras personas.   Las PECs son completamente voluntarias y sólo afectan positivamente a la nota de la asignatura. De hecho, los puntos conseguidos en las PECs se suman a la calificación final de la prueba presencial, por lo que pueden considerarse un extra para mejorar la nota de la asignatura. Un estudiante que sólo se presente a la prueba presencial puede obtener la máxima calificación de la asignatura (10).   Las PECs estarán disponibles durante el tiempo correspondiente estipulado en el curso virtual (unas dos semanas para las PECs 2,3 y 4- y un par de días para la PEC-1) y por cuestiones de calendario deben seguir unas determinadas fechas de realización y entrega.

OTRAS ACTIVIDADES EVALUABLES
¿Hay otra/s actividad/es evaluable/s?
¿Hay otra/s actividad/es evaluable/s?	Si
Descripción
Descripción	Existen una serie de tareas que abordan unos pequeños trabajos computaciones relacionades con algunos temas de la asignatura que pueden mejorar la calificación final siempre que haya sido aprobada la prueba presencial. Los detalles de tales trabajos computacionales figurarán en el curso virtual y son del orden de 4 diferentes.  La realización de estos trabajos podrá aportar hasta un punto en la nota final
Criterios de evaluación
Criterios de evaluación
Ponderación en la nota final
Ponderación en la nota final	Suma de máximo un punto en la nota final.
Fecha aproximada de entrega
Fecha aproximada de entrega
Comentarios y observaciones
Comentarios y observaciones

¿Cómo se obtiene la nota final?

Los estudiantes realizarán la prueba presencial según el sistema general de Pruebas Presenciales de la UNED. Para aprobar la asignatura, necesariamente la nota de la prueba presencial, "PP", ha de ser superior a 5 (sobre 10 puntos). La calificación final de la asignatura se realiza de la siguiente manera: - si PP >= 5, CALIFICACIÓN FINAL ASIGNATURA= NOTA PP + 0.2 * NOTA PECs + 0.1 * NOTA Trabajos Computacionales  - si la PP < 5, CALIFICACIÓN FINAL ASIGNATURA= NOTA PP. (obviamente, no hay calificación final mayor que 10 puntos). Nota: la revisión de las calificaciones de las pruebas presenciales, dispuesto en el artículo 44.7 de los Estatutos de la UNED, seguirá las directrices establecidas por el Consejo de Gobierno.

El texto básico de esta asignatura es el de título "Física Cuántica I", que incluye todos los contenidos de la misma.

El libro discute en profundidad la teoría, y la aplica a casos variados en un gran número de problemas. Por ese motivo, la preparación de la asignatura descansa fundamentalmente en el estudio del texto.

El texto FÍSICA CUÁNTICA (4ª edición, Editorial Paraninfo), cuyo coordinador es el profesor Sánchez del Río, es un libro colectivo de un grupo de profesores de la Universidad Complutense de Madrid. Parece que la editorial no tiene previstas nuevas ediciones, aunque todavía quedan bastantes ejemplares en las librerías.

Se trata de un texto que discute muchos más temas que los contenidos de esta asignatura (de hecho, se propone como texto en la asignatura Física Cuántica II, del tercer curso, segundo cuatrimestre, del Grado en Física). Eso es una ventaja, aunque a costa de que el temario esté un poco desperdigado y el enfoque de los distintos temas no sea completamente uniforme. En todo caso, es un buen texto para utilizar a este nivel.

 

El texto FUNDAMENTOS DE FÍSICA CUÁNTICA (Editorial Reverté) es de un profesor de la Universidad Autónoma Metropolitana de México, y tiene un enfoque moderno, acorde con estar recién publicado. Mucho de su temario coincide con el de esta asignatura, si bien los fundamentos formales de la teoría están menos desarrollados. También cubre algunos de los contenidos de la asignatura Física Cuántica II, aunque de manera menos extensa que el anterior libro.

 

El texto INTRODUCCIÓN A LA MECÁNICA CUÁNTICA (Luis de la Peña, Fondo de Cultura Económica)  es probablemente el mejor libro de la materia escrito en castellano. Su contenido es mucho más amplio que el temario de la asignatura,  y puede servir de base para quien desee introducirse en temas más avanzados. También es algo heterodoxo cuando se trata de cuestiones de interpretación.

Además de los desarrollos teóricos, contiene una gran cantidad de problemas resueltos. La tercera edición, en tapas blandas, permite la descarga online de muchos más problemas desde la propia editorial.

Los alumnos dispondrán de diversos medios de apoyo al estudio, entre los que se pueden destacar:

- Curso virtual. La asignatura se imparte virtualizada, de modo que los alumnos tienen la posibilidad de entrar en cualquier momento en el Curso Virtual. Se recomienda encarecidamente la consulta del Curso Virtual, pues en él se podrá encontrar información actualizada sobre aspectos relacionados con la organización académica y actividades del curso, así como material didáctico complementario para la asignatura (consultar el apartado de Metodología para más información). Asímismo, en el Curso Virtual podrá establecer contacto con sus compañeros, con el Profesor Tutor que tenga asignado y con el Equipo Docente de la Sede Central.

- Las tutorías que se celebran en algunos de los centros asociados, que constituyen un valioso recurso de apoyo al estudio.

- La bibliotecas de los Centros Asociados, donde el estudiante puede consultar la bibliografía básica recomendada y, al menos, una parte de la bibliografía complementaria.