Física. vol. 2 / Robert Resnick, David Halliday, Kenneth S. Krane.

CONTENIDO
CAPITULO 27. LA CARGA ELECTRICA Y LA LEY DE COULOMB 1
27-1 Electromagnetismo. Un estudio preliminar 1
27-2 La carga eléctrica 2
27-3 Conductores y aislantes 3
27-4 La ley de Coulomb 4
27-5 La carga está cuantizada 7
27-6 La carga se conserva 9
Preguntas y problemas 10
CAPITULO 28 EL CAMPO ELECTRICO 15
28-1 Campos 15
28-2 El campo eléctrico E 16
28-3 El campo eléctrico de las cargas puntuales 17
28-4 Líneas de fuerza 20
28-5 El campo eléctrico de las distribuciones de carga continua 22
28-6 Una carga puntual en un campo eléctrico 26
28-7 Un dipolo en un campo eléctrico 29
Preguntas y problemas 32
CAPITULO 29. LA LEY DE GAUSS 41
29-1 El flujo de un campo vectorial 41
29-2 El flujo del campo eléctrico 43
29-3 La ley de Gauss 45
29-4 Un conductor cargado aislado 47
29-5 Aplicaciones de la ley de Gauss 50
29-6 Ensayos experimentales de la ley de Gauss y de la ley de Coulomb 54
29-7 El modelo nuclear del átomo (Opcional) 56
Preguntas y problemas 58
CAPITULO 30. EL POTENCIAL ELECTRICO 61
30-1 La electrostática y las fuerzas gravitatorias 67
30-2 Energía potencial eléctrica 68
30-3 Potencial eléctrico 70
30-4 Cálculo del potencial a partir del campo 72
30-5 El potencial debido a una carga puntual 73
30-6 Potencial debido a un conjunto de cargas puntuales 75
30-7 El potencial eléctrico de las distribuciones de carga continua 77
30-8 Superficies equipotenciales 79
30-9 Cálculo del campo a partir del potencial 80
30-10 Un conductor aislado 82
30-11 El acelerador electrostático (Opcional) 84
Preguntas y problemas 85
CAPITULO 31. CAPACITORES Y DIELECTRICOS 95
31-1 Capacitancia 95
31-2 Cálculo de la capacitancia 96
31-3 Capacitores en serie y en paralelo 99
31-4 Almacenamiento de energía en un campo eléctrico 101
31-5 Capacitor con dieléctrico 103
31-6 Dieléctricos: un examen atómico 105
31-7 Los dieléctricos y la ley de Gauss 107
Preguntas y problemas 109
CAPITULO 32. CORRIENTE Y RESISTENCIA 117
32-1 Corriente eléctrica 117
32-2 Densidad de corriente 119
32-3 Resistencia, resistividad y conductividad 121
32-4 La ley de Ohm 123
32-5 La ley de Ohm: una visión microscópica 124
32-6 Transferencias de energía en un circuito eléctrico 126
32-7 Semiconductores (Opcional) 127
32-8 Superconductividad (Opcional) 129
Preguntas y problemas 130
CAPITULO 33. CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA 137
33-1 Fuerza electromotriz 137
33-2 Cálculo de la corriente en un circuito cerrado simple 139
33-3 Diferencias de potencial 140
33-4 Resistores en serie y en paralelo 142
33-5 Circuitos de mallas múltiples 144
33-6 Instrumentos de medición 147
33-7 Circuitos Re 148
Preguntas y problemas 151
CAPITULO 34. EL CAMPO MAGNETICO 159
34-1 El campo magnético B 159
34-2 La fuerza magnética sobre una carga en movimiento 160
34-3 Cargas circulantes 164
34-4 El efecto Hall 169
34-5 La fuerza magnética sobre una corriente 172
34-6 Momento de torsión en una espira de corriente 174
34-7 El dipolo magnético 176
Preguntas y problemas 177
CAPITULO 35. LA LEY DE AMPERE 187
35-1 La ley de Biot-Savart 187
35-2 Aplicaciones de la ley de Biot y Savart 189
35-3 Las líneas de B 193
35-4 Dos conductores paralelos 19335-5 La ley de Ampere 195
35-6 Solenoides y toroides 197
35-7 El electromagnetismo y los marcos de referencia (Opcional) 200
Preguntas y problemas 201
CAPITULO 36. LA LEY DE LA INDUCCION DE FARADAY 211
36-1 Los experimentos de Faraday 211
36-2 La ley de inducción de Faraday 212
36-3 La ley de Lenz 21436-4 Fem de movimiento o cinética 215
36-5 Campos eléctricos inducidos 218
36-6 El betatrón 221
36-7 La inducción y el movimiento relativo (Opcional) 222
Preguntas y problemas 225
CAPITULO 37. PROPIEDADES MAGNETICAS DE LA MATERIA 237
37-1 La ley de Gauss para el magnetismo 237
37-2 Magnetismo atómico y nuclear 239
37-3 Magnetización 242
37-4 Materiales magnéticos 244
37-5 El magnetismo de los planetas (Opcional) 247
Preguntas y problemas 250
CAPITULO 38. LA INDUCTANCIA 255
38-1 Inductancia 255
38-2 Cálculo de la inductancia 256
38-3 Circuitos LR 258
38-4 Almacenamiento de energía en un campo magnético 261
38-5 Oscilaciones electromagnéticas: análisis cualitativo 264
38-6 Oscilaciones electromagnéticas: análisis cuantitativo 266
38-7 Oscilaciones amortiguadas y forzadas 268
Preguntas y problemas 270
CAPITULO 39. CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA 279
39-1 Corrientes alternas 279
39-2 Tres elementos por separado 280
39-3 Circuito RLC de una sola malla 283
39-4 Potencia en los circuitos de CA 286
39-5 El transformador (Opcional) 288
Preguntas y problemas 289
CAPITULO 40. ECUACIONES DE MAXWELL 297
40-1 Ecuaciones básicas del electromagnetismo 297
40-2 Campos magnéticos inducidos y la corriente de desplazamiento 298
40-3 Ecuaciones de Maxwell 301
40-4 Ecuaciones de Maxwell y oscilaciones en cavidades (Opcional) 303
Preguntas y problemas 306
CAPITULO 41. ONDAS ELECTROMAGNETICAS 311
41-1 El espectro electromagnético 311
41-2 Generación de una onda electromagnética 315
41-3 Ondas viajeras y las ecuaciones de Maxwell 317
41-4 Transporte de energía y el vector Poynting 320
41-5 Impetu y presión de la radiación (Opcional) 322
Preguntas y problemas 324
CAPITULO 42. LA NATURALEZA Y PROPAGACION DE LA LUZ 331
42-1 La luz visible 331
42-2 La velocidad de la luz 332
42-3 El efecto Doppler en la luz 336
42-4 Deducción del efecto Doppler relativista (Opcional) 338
42-5 Consecuencias del efecto Doppler relativista (Opcional) 340
Preguntas y problemas 341
CAPITULO 43. REFLEXION Y REFRACCION EN SUPERFICIES PLANAS 347
43-1 Óptica geométrica y óptica ondulatoria 347
43-2 Reflexión y refracción 348
43-3 Deducción de la ley de la reflexión 352
43-4 Formación de imágenes en espejos planos 354
43-5 Deducción de la ley de la refracción 356
43-6 Reflexión interna total 359
Preguntas y problemas 361
CAPITULO 44. ESPEJOS Y LENTES ESFERICOS 369
44-1 Espejos esféricos 369
44-2 Superficies esféricas refringentes 375
44-3 Lentes delgadas 377
44-4 Sistemas ópticos compuestos 383
44-5 Instrumentos ópticos 384
Preguntas y problemas 387
CAPITULO 45. INTERFERENCIA 395
45-1 Interferencia por una rendija doble 395
45-2 Coherencia 399
45-3 Intensidad de la interferencia por una rendija doble 401
45-4 Interferencia en películas delgadas 404
45-5 Reversibilidad óptica y cambios de fase en la reflexión (Opcional) 407
45-6 El interferómetro de Michelson 408
45-7 El interferómetro de Michelson y la propagación de la luz (Opcional) 409
Preguntas y problemas 411
CAPITULO 46. DIFRACCION 417
46-1 Difracción y teoría ondulatoria de la luz 417
46-2 Difracción por una sola rendija 419
46-3 Intensidad de la difracción por una sola rendija 422
46-4 Difracción por una abertura circular 426
46-5 Interferencia por una rendija doble y difracción combinadas 428
Preguntas y problemas 432
CAPITULO 47. REJILLAS Y ESPECTROS 437
47-1 Rendijas múltiples 437
47-2 Rejillas de difracción 441
47-3 Dispersión y poder de resolución 443
47-4 Difracción de los rayos X 446
47-5 Holografía (Opcional) 449
Preguntas y problemas 451
CAPITULO 48. POLARIZACION 457
48-1 Polarización 457
48-2 Láminas polarizadoras 458
48-3 Polarización por reflexión 461
48-4 Doble refracción 463
48-5 Polarización circular 467
48-6 Dispersión de la luz 469
48-7 Hacia el límite del cuanto 471
Preguntas y problemas 473
CAPITULO 49. LA LUZ Y LA FISICA CUANTICA 477
49-1 Radiación térmica 477
49-2 Ley de la radiación de Planck 480
49-3 Cuantificación de la energía 481
49-4 Capacidad calorífica de los sólidos 483
49-5 Efecto fotoeléctrico 486
49-6 Teoría del fotón de Einstein 487
49-7 El efecto Compton 489
49-8 Espectros de líneas 492
Preguntas y problemas 494
CAPITULO 50. NATURALEZA ONDULATORIA DE LA MATERIA 501
50-1 Comportamiento ondulatorio de las partículas 501
50-2 Longitud de onda de de Broglie 503
50-3 Prueba de la hipótesis de de Broglie 504
50-4 Ondas, paquetes de ondas y partículas 507
50-5 Relaciones de incertidumbre de Heisenberg 509
50-6 Función de onda 512
50-7 Partículas atrapadas y densidades de probabilidad 513
50-8 Tunelización por una barrera 518
50-9 Principio de correspondencia 521
50-10 Ondas y partículas 522
Preguntas y problemas 525
CAPITULO 51. ESTRUCTURA DEL ATOMO DE HIDROGENO 531
51-1 Teoría de Bohr 531
51-2 El átomo de hidrógeno y la ecuación de Schrodinger 536
51-3 Impetu o momento angular 538
51-4 Experimento de Stern-Gerlach 542
51-5 Espín del electrón 545
51-6 Conteo de los estados del átomo de hidrógeno 546
51-7 Estado base del hidrógeno 548
51-8 Estados excitados del hidrógeno 549
51-9 Detalles de la estructura atómica (Opcional) 551
Preguntas y problemas 553
CAPÍTULO 52. FISICA ATOMICA 559
52-1 El espectro de rayos X 559
52-2 Los rayos X y la numeración de los elementos 561
52-3 Construir átomos 563
52-4 La tabla periódica 565
52-5 Los láseres y la luz láser 569
52-6 Einstein y el láser 570
52-7 Cómo funciona el láser 572
52-8 Estructura molecular 574
Preguntas y problemas 576
CAPITULO 53. CONDUCCION ELECTRICA EN LOS SOLIDOS 581
53-1 Electrones de conducción en un metal 581
53-2 Ocupación de los estados permitidos 583
53-3 Conducción eléctrica en metales 586
53-4 Bandas de energía permitidas y prohibidas 587
53-5 Conductores, aislantes y semiconductores 588
53-6 Semiconductores con impurezas 591
53-7 Unión pn 593
53-8 Electrónica óptica 597
53-9 El transistor 599
53-10 Superconductores 600
Preguntas y problemas 602
CAPITULO 54. FISICA NUCLEAR 609
54-1 Descubrimiento del núcleo 609
54-2 Algunas propiedades nucleares 611
54-3 Desintegración radiactiva 615
54-4 Desintegración alfa 617
54-5 Desintegración beta 618
54-6 Medición de la radiación ionizante 620
54-7 Radiactividad natural 621
54-8 Reacciones nucleares 623
54-9 Modelos nucleares (Opcional) 625
Preguntas y problemas 628
CAPITULO 55 ENERGIA DEL NUCLEO 637
55-1 El átomo y el núcleo 637
55-2 Fisión nuclear: el proceso básico 638
55-3 Teoría de la fisión nuclear 640
55-4 Reactores nucleares: principios básicos 641
55-5 Un reactor natural 644
55-6 Fusión termonuclear: proceso básico 646
55-7 Fusión termonuclear en las estrellas 648
55-8 Fusión termonuclear controlada 649
55-9 Confinamiento magnético 651
55-10 Confinamiento inercial 652
Preguntas y problemas 654
CAPITULO 56. FISICA DE PARTICULAS Y COSMOLOGIA 661
56-1 Interacciones de la partícula 661
56-2 Familias de partículas 664
56-3 Leyes de la conservación 668
56-4 El modelo del quark 670
56-5 La cosmología del Big-Bang 675
56-6 Nucleosíntesis 680
56-7 La edad del Universo 684
Preguntas y problemas 688
APENDICES
A El sistema internacional de unidades (SI) A-1
B Algunas constantes fundamentales de la física A-3
C Algunos datos astronómicos A-4
D Propiedades de los elementos A-5
E Tabla periódica de los elementos A-7
F Partículas elementales A-8
G Factores de conversión A-10
H Fórmulas matemáticas A-14
I Programas de computadora A-16
J Premios Nobel de física A-20
K Tablas A-24
RESPUESTAS A LOS PROBLEMAS CON NUMERACION IMPAR R-28
CREDITOS DE LAS FOTOGRAFIAS C-1
INDICE I-1