Programa de estudios de física de la 12a clase de CBSE

Estructura del curso

Programa del curso

Unidad I: Electrostática

Chapter 1: Electric Charges and Fields

• Cargas eléctricas -

  • Conservación de carga

  • Fuerza de ley de Coulomb entre dos cargas puntuales

  • Fuerzas entre cargas múltiples

  • Principio de superposición

  • Distribución de carga continua

• Campo eléctrico, campo eléctrico debido a una carga puntual, líneas de campo eléctrico, dipolo eléctrico, campo eléctrico debido a un dipolo, par en un dipolo en campo eléctrico uniforme.

• Flujo eléctrico, declaración del teorema de Gauss y sus aplicaciones para encontrar el campo debido a un alambre recto infinitamente largo, una lámina plana infinita cargada uniformemente y una capa esférica delgada cargada uniformemente (campo interior y exterior).

Chapter-2: Electrostatic Potential and Capacitance

• Potencial eléctrico, diferencia de potencial, potencial eléctrico debido a una carga puntual, un dipolo y sistema de cargas

• Superficies equipotenciales, energía potencial eléctrica de un sistema de dos cargas puntuales y de dipolo eléctrico en un campo electrostático

• Conductores y aislantes, cargas libres y cargas ligadas dentro de un conductor

• Dieléctricos y polarización eléctrica, capacitores y capacitancia, combinación de capacitores en serie y en paralelo, capacitancia de un capacitor de placas paralelas con y sin medio dieléctrico entre las placas, energía almacenada en un capacitor.

Unidad II: Electricidad actual

Chapter 3: Current Electricity

• Corriente eléctrica, flujo de cargas eléctricas en un conductor metálico, velocidad de deriva, movilidad y su relación con la corriente eléctrica.

• Ley de Ohm, resistencia eléctrica, características de VI (lineal y no lineal), energía y potencia eléctrica, resistividad y conductividad eléctricas

• Resistencias de carbono, código de colores para resistencias de carbono; combinaciones de resistencias en serie y en paralelo; dependencia de la temperatura de la resistencia

• Resistencia interna de una celda, diferencia de potencial y EMF de una celda, combinación de celdas en serie y en paralelo

• Leyes de Kirchhoff y aplicaciones simples

• Puente de Wheatstone, puente de metro

• Potenciómetro -

  • Principio y sus aplicaciones para medir la diferencia de potencial y para comparar EMF de dos celdas

  • Medida de la resistencia interna de una celda.

Unidad III: Efectos magnéticos de la corriente y el magnetismo

Chapter 4: Moving Charges and Magnetism

• Concepto de campo magnético -

  • El experimento de Oersted

• Ley de Biot-Savart y su aplicación al circuito circular portador de corriente

• La ley de Ampere y sus aplicaciones al alambre recto infinitamente largo

• Solenoides rectos y toroidales

• Fuerza sobre una carga en movimiento en campos eléctricos y magnéticos uniformes

• Cyclotron

• Fuerza sobre un conductor portador de corriente en un campo magnético uniforme

• Fuerza entre dos conductores portadores de corriente en paralelo: definición de amperio

• Par experimentado por un bucle de corriente en un campo magnético uniforme; Galvanómetro de bobina móvil: su sensibilidad actual y conversión a amperímetro y voltímetro.

Chapter 5: Magnetism and Matter

• Bucle de corriente como dipolo magnético y su momento dipolar magnético

• Momento dipolar magnético de un electrón giratorio

• Intensidad del campo magnético debido a un dipolo magnético (barra magnética) a lo largo de su eje y perpendicular a su eje

• Apriete en un dipolo magnético (barra magnética) en un campo magnético uniforme -

  • Imán de barra como solenoide equivalente

  • Líneas de campo magnético

  • Campo magnético de la tierra

  • Elementos magnéticos

• Sustancias para-, dia- y ferro - magnéticas, con ejemplos

• Electroimanes y factores que afectan su fuerza

• Magnetos permanentes

Unidad IV: Inducción electromagnética y corrientes alternas

Chapter 6: Electromagnetic Induction

• Inducción electromagnética -
  • Leyes de Faraday
  • EMF inducida y corriente
  • Ley de Lenz
  • Corrientes de Foucault
• Autoinducción y mutua inducción.

Chapter 7: Alternating Current

• Corrientes alternas -
  • Valor pico y RMS de corriente / voltaje alterno
  • Reactancia e impedancia
  • Oscilaciones LC (solo tratamiento cualitativo)
  • Circuito en serie LCR
  • Resonance
  • Energía en circuitos de CA
  • Corriente sin vatios
• Transformador y generador de CA

Unidad V: Ondas electromagnéticas

Chapter 8: Electromagnetic Waves

• Idea básica de la corriente de desplazamiento, ondas electromagnéticas, sus características, su naturaleza transversal (solo ideas cualitativas).

• Espectro electromagnético (ondas de radio, microondas, infrarrojos, visibles, ultravioleta, rayos X, rayos gamma) incluyendo datos elementales sobre sus usos.

Unidad VI: Óptica

Chapter 9: Ray Optics and Optical Instruments

• Óptica de rayos -

  • Reflejo de luz

  • Espejos esféricos

  • Fórmula espejo

  • Refracción de la luz

  • Reflexión interna total y sus aplicaciones

  • Fibra óptica

  • Refracción en superficies esféricas

  • Lenses

  • Fórmula de lente fina

  • Fórmula de Lensmaker

• Aumento, potencia de una lente, combinación de lentes delgadas en combinación de contacto de una lente y un espejo

• Refracción y dispersión de la luz a través de un prisma.

• Dispersión de la luz: color azul del cielo y apariencia rojiza del sol al amanecer y al atardecer

• Instrumentos ópticos: Microscopios y telescopios astronómicos (reflectantes y refractores) y sus poderes de aumento.

Chapter 10: Wave Optics

• Óptica de onda: frente de onda y principio de Huygen, reflexión y refracción de onda plana en una superficie plana utilizando frentes de onda

• Prueba de las leyes de reflexión y refracción utilizando el principio de Huygen.

• Interferencia El experimento de doble rendija de Young y la expresión para el ancho de la franja, fuentes coherentes e interferencia sostenida de la luz.

• Difracción por una sola hendidura, ancho de máximo central

• Poder de resolución de microscopios y telescopios astronómicos

• Polarización, luz plana polarizada Ley de Brewster, usos de luz plana polarizada y Polaroids

Unidad VII: Naturaleza dual de la materia y la radiación

Chapter 11: Dual Nature of Radiation and Matter

• Naturaleza dual de la radiación

• Efecto fotoeléctrico

• Observaciones de Hertz y Lenard

• Ecuación fotoeléctrica de Einstein-naturaleza de partícula de la luz

• Materia ondas-naturaleza ondulatoria de las partículas, relación de De Broglie

• Experimento de Davisson-Germer (se deben omitir los detalles experimentales; solo se debe explicar la conclusión).

Unidad VIII: Átomos y núcleos

Chapter 12: Atoms

• Experimento de dispersión de partículas alfa
• Modelo de átomo de Rutherford
• Modelo de Bohr
• Niveles de energía
• Espectro de hidrógeno

Chapter 13: Nuclei

• Composición y tamaño de -
  • Nucleus
  • Masas atómicas
  • Isotopes
  • Isobars
  • Isotones
• Partículas / rayos alfa, beta y gamma de radiactividad y sus propiedades
• Ley de desintegración radiactiva
• Relación masa-energía -
  • Defecto de masa
  • Energía de enlace por nucleón y su variación con el número de masa
  • Fisión nuclear
  • Fusión nuclear

Unidad IX: Dispositivos electrónicos

Chapter 14: Semiconductor Electronics: Materials, Devices and Simple Circuits

• Bandas de energía en conductores, semiconductores y aislantes (solo ideas cualitativas)

• Diodo semiconductor: características IV en polarización directa e inversa, diodo como rectificador

• Diodos de unión pn de propósito especial: LED, fotodiodo, celda solar y diodo Zener y sus características, diodo Zener como regulador de voltaje

• Transistor de unión, acción de transistor, características de un transistor y transistor como amplificador (configuración de emisor común), idea básica de señales analógicas y digitales, puertas lógicas (OR, AND, NOT, NAND y NOR).

Unidad X: Sistemas de comunicación

Chapter 15: Communication Systems

• Elementos de un sistema de comunicación (solo diagrama de bloques)

  • Ancho de banda de señales (voz, TV y datos digitales)

  • Ancho de banda del medio de transmisión

• Propagación de ondas electromagnéticas en la atmósfera, propagación de ondas espaciales y en el cielo, comunicación por satélite

• Necesidad de modulación, modulación de amplitud y modulación de frecuencia, ventajas de la modulación de frecuencia sobre la modulación de amplitud

• Ideas básicas sobre internet, telefonía móvil y sistema de posicionamiento global (GPS).

Trabajo practico

• Registro de al menos 15 Experimentos a realizar por los alumnos.
• Registro de al menos 5 a demostrar por los profesores.
• El Informe del proyecto, a ser realizado por los alumnos.

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