Licenciatura en Ciencias con Mención en Física
Introducción a la Física Matemática
Objetivos: Este primer curso tiene como
primer objetivo presentar los elementos de computación, programación y análisis
numéricos que se utilizaran durante todo el ciclo de Métodos de la Física Matemática.
Además, se revisan conceptos de cálculo vectorial y algebra lineal, profundizando en
algunos tópicos específicos de interés en Física. Finalmente, se presenta una
introducción a la teoría de grupo que permite al alumno poner en un contexto matemático
conceptos tan importantes en Física como simetría e invariancia.
Contenido:
- 1.
- Computación
Sistema operativo
Aplicaciones útiles (Gnuplot, LATEX, Acroread)
Programación
- 2.
- Aplicaciones Numéricas
Errores
Ceros de una función
Integración numérica
Cuadratura de Gauss
- 3.
- Análisis Vectorial
Definiciones, aproximación elemental
Rotación de los ejes de coordenadas
Producto escalar
Producto vectorial
Triple producto escalar y triple producto vectorial
Gradiente
Divergencia
Rotor
Aplicaciones sucesivas de Nabla
Integración vectorial
Teorema de Gauss
Teorema de Stoke
Teoría potencial
Leyes de Gauss y ecuación de Poisson
Delta de Dirac
Teorema de Helmholtz
- 4.
- Análisis Vectorial en coordenadas curvilineas y tensores
Coordenadas ortogonales
Operadores vectoriales diferenciales
Sistemas de coordenadas especiales: Introducción
Coordenadas circulares cilíndricas
Coordenadas polares esféricas
Análisis Tensorial
Contracción, producto directo
Regla del cuociente
Pseudotensores, tensores duales
Tensores no cartesianos, diferenciación covariante
Operadores tensoriales diferenciales
- 5.
- Determinantes y Matrices
Determinantes
Matrices
Matrices ortogonales
Matrices hermíticas y unitarias
Diagonalización de matrices
Matrices normales
Ejemplos numéricos
- 6.
- Teoria de grupo
Introducción a teoría de grupo
Generadores de grupos continuos
Momentum angular orbital
Acoplamiento de momentum angular
Grupo de Lorentz homogeneo
Covariancia ante transformaciones de Lorentz de las ecuaciones de Maxwell
Grupos discretos
- 7.
- Series Infinitas
Conceptos fundamentales
Test de convergencia
Series alternadas
Algebra de series
Series de funciones
Expansiones de Taylor
Serie de potencias
Integrales elípticas
Números de Bernoulli, fórmula de Euler-Maclaurin
Series asintóticas y semiconvergentes
Productos infinitos
Ejemplos numéricos
Bibliografia:
- G. Arfken, H. Weber, Mathematical Methods for Physisists, 4th ed., Academic
Press, 1995.
Ultimo Cambio: 10-01-2001