Como estudiante de secundaria, ¿qué conocimientos previos necesito para estudiar mecánica cuántica o astrofísica en la universidad?

Todavía no me preocuparía con la “necesidad de estudiar” en su carrera. Se encuentra en un punto en el que muchas de las herramientas matemáticas que necesita no están desarrolladas y desarrollarlas usted mismo será extremadamente difícil. Si esa es la ruta que busca, hable con un maestro en su escuela secundaria sobre posibles cursos de matemáticas de nivel superior. Estoy bastante seguro de que la mayoría de las escuelas secundarias ofrecen cursos en cálculo 2, que es un gran lugar para comenzar en la universidad (antes del juego). Pero lo que sugeriría que haga en su propio tiempo es cultivar ese interés y curiosidad y leer libros como “QED: la extraña teoría de la luz y la materia” de Richard Feynman o “The Infinity Puzzle” de Frank Close. Para su astrofísica, lea “Black Holes and Time Warps” de Kip Thorne. Estos libros realmente te entusiasmarán y aprenderán a aprender física. Además, su visión superficial de algunos temas muy avanzados siempre es sorprendente en sus clases de nivel avanzado y ayuda a la comprensión durante su clase.

Nota al margen. Tenga cuidado con los locos libros de “física popular” que lo guían por un camino que nunca encontrará. Este fenómeno ha dado mala reputación a muchos de estos libros de física que no son intensivos en matemáticas, ya que son solo para el entretenimiento, en realidad no son ningún estudio, pero algunos de ellos son realmente buenos para darte una idea de lo que estudiarás y también cultivar esa maravilla y emoción que probablemente tengas hoy por la física.

Para empezar, si desea estudiar Mecánica Cuántica, le sugiero que investigue la mayoría de estos temas si desea tener un gran conocimiento previo; diría que solo el conocimiento del primer tema, el segundo tema y el cuarto tema. notado con * necesita una gran cantidad de Matemáticas – estudie Matemáticas de Nivel Superior

  1. Mecánica Pre Cuántica

.Mecanica clasica

.Teoría atómica temprana

La catástrofe ultravioleta.

2. Física de partículas

El modelo estándar.

Interacciones de partículas: por ejemplo, utilizando diagramas de Feynman

El efecto fotoeléctrico.

.Dualidad onda-partícula

.Niveles de energía

Núcleos estables e inestables.

El principio de exclusión de Pauli

3. Gravedad cuántica

Limitaciones del modelo estándar.

Relatividad general y relatividad especial.

.Teoria de las cuerdas

.Supersimetría

. Gravedad cuántica de bucle

4. Luz y materia

Experimento de doble rendija de Young.

Espectros electromagnéticos

Ecuaciones de Maxwell

El efecto Compton

5. Interpretaciones de la mecánica cuántica.

.El gato de Schrödinger

La interpretación de muchos mundos

La interpretación de Copenhague.

La interpretación de De Broglie-Bohm

6. Mecánica de onda cuántica

La función de onda cuántica.

Principio de incertidumbre de Heisenberg

.La ecuación de Schrödinger *

Funciones propias, valores propios y cuantización *.

Mecánica de la matriz de Heisenberg *

7. Aplicaciones

Luces cuánticas y sólidos.

Imágenes cuánticas

Tecnología de información cuántica.

Para Astrofísica, sugeriría los siguientes temas:

  1. Gravedad

.Mecanica clasica

Teoría de la Gravitación Universal de Newton.

Relatividad general y especial.

.Agujeros negros

Diagramas de tiempo espacial

Diagramas de Carter-Penrose

2. Astronomía estelar

Nebulosas

Supernovas

Nacimiento de estrellas.

Clasificación estelar

.Neutron Stars, Magnetars y Pulsars

3. Astro – Física de partículas

Emisión de neutrinos de objetos estelares.

.Fotones

Teoría del campo cuántico.

El mecanismo de Higgs

.E = mc²

4. Objetos BL Lacertae

Quasars

Blasars

.Seyfert Galaxies

5. Cosmología

La galaxia de la Vía Láctea

Geometría de galaxia

Medición Astronómica

.La teoría del Big Bang

Los primeros tres minutos de Weinberg

Problemas con la teoría del Big Bang

.H-Él Abundancia

Inflación cósmica

La expansión de nuestro universo *

Energía oscura y materia oscura.

Para ambos temas se necesita un gran conocimiento en Física y Matemáticas, así como Química e Información y Tecnología.

Muchas matemáticas. Necesitará cálculo simple / multivariable, cálculo vectorial y ecuaciones diferenciales (hasta ecuaciones diferenciales parciales), como mínimo. También es útil conocer el álgebra (lineal), que se refiere a matrices, vectores, valores propios; no la variedad de álgebra de la escuela intermedia. La mecánica cuántica en particular hará un uso extensivo de las ecuaciones diferenciales y el concepto de operador del álgebra lineal. (Un operador puede representarse como una matriz).

Para la astrofísica, depende de qué tan profundo quieras llegar. La astrofísica más avanzada implica la física de partículas, que inevitablemente interactúa con la teoría de cuerdas. Para eso, es útil tener un amplio conocimiento del álgebra abstracta. Sin embargo, no toda la astrofísica se mete en eso.

En resumen: tome muchas matemáticas, más de lo que cree que podría necesitar al principio, y sea bueno en eso. Muchos buenos físicos comenzaron el cálculo en la escuela secundaria, aunque técnicamente es una materia de nivel universitario. Obtenga tantas “A” como sea posible.

No sé quién te dijo esto, pero eso está completamente mal.

Realmente no necesita conocimientos previos en el campo, lo que seguramente necesitará es un control firme de la física y las matemáticas.

Incluso si no tienes ese agarre, no el fin del mundo. Consulte algunos grandes libros sobre matemáticas (cálculo) y física (mecánica newtoniana). No debería llevar mucho tiempo. Tú eres bueno para irte.

Buena suerte con tu decisión.

Paz.

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Necesitas matemáticas, muchas matemáticas.

En cuanto a la física, a nivel de principiante, lloro por ti. En el nivel de posgrado avanzado, lloro más fuerte.

La física murió en el atolón de Bikini. Podemos hacer explotar cosas, eso es todo lo que está demostrado más allá de toda duda razonable. El resto son todas hipótesis argumentativas.