Vectores en la física del estado sólido. Vectores recíprocos
La física del estado sólido es un campo fundamental para el entendimiento de las propiedades mecánicas y eléctrictromgnéticas de la materia y que que abarca grandes avances en la ciencia y la tecnología. La creación de nuevos materiales en la electrónica, como por ejemplo semiconductores, tiene como bases la teoría de la física que comprenden las estructuras cristalinas, siendo éstas el esqueleto de los cuerpos en estado sólido. Un cristal ideal está construido de infinitas repeticiones de unidades estructurales idénticas y esta unidad en un cristal no es otra cosa que el átomo.
Para entender bien las estructuras cristalinas es necesario tener un buen conocimiento de su geometría, y dentro de ella debemos dominar todo lo relacionado con el análisis vectorial ya que el ordenamiento interno de un cristal se manifiesta de varias maneras o direcciones que vienen dadas por las ligaduras o uniones de los propios átomos, quienes a su vez le dan las propiedades mecánicas y electromagnéticas a la materia.
En los siguientes videos demostramos primero unas de las operaciones básicas de los vectores como son los productos triples escalar y vectorial, esto es un requisito sine equa non para luego, en un tercer video, dar a conocer unas de las propiedades más importantes de un conjunto de vectores que se utilizan en la física del estado sólido, y en especial en las estructuras cristalinas, como lo son los vectores recíprocos.
Los vectores recíprocos nos permiten entender las redes de los diferentes arreglos cristalinos que pueden asumir muchas formas geométricas que van desde las más simples a las más complejas.
Espero que estos videos que a continuación presento ayude, a los estudiantes de física o a los interesados, a entender la importancia de conocer las propiedades vectoriales y como estas se usan en problemas de la física, y en este caso especial, en la física del estado sólido que es uno de los campos con más aplicables en la ciencia e ingeniería.
Video 1. Productos triple escalar
Video 2. Productos triple vectorial
Video 3. Vectores recíprocos
Conclusión
En estos tres videos tipo clases, hemos puesto de manifiesto, una vez más, la importancia que tiene el conocimiento básico de los vectores para poder comprender temas más profundos como los relacionados con la física del estado sólido. Esta presentación ha sido solo una primera aproximación al estudio de las redes cristalinas las cuales comprenden el complejo armazón de los estados sólidos de la materia.
Fuentes bibliográficas.
- Kittel Charles. Introduction to Solid State Physics.. 6th. Ed., John Wiley & Sons, Inc. New York, 1986.
- Feynman R. P., Leighton R. B. Física Volumen II: Electromagnetismo y materia, Addison-Wesley Iberoamérica, Argentina, 1987.
- Finn E. J., Alonso M., Física Vol I: Mecánica. Fondo Educativo Interamericano, México, 1971
Fuentes de las imágenes
A excepción de la portada del artículo, todas las demás imágenes fueron hechas por mí usando en software Power Point.