Créditos ECTS Créditos ECTS: 4.5
Horas ECTS Criterios/Memorias Traballo do Alumno/a ECTS: 74.25 Horas de Titorías: 2.25 Clase Expositiva: 18 Clase Interactiva: 18 Total: 112.5
Linguas de uso Castelán, Galego
Tipo: Materia Ordinaria Grao RD 1393/2007 - 822/2021
Departamentos: Física de Partículas
Áreas: Física da Materia Condensada
Centro Facultade de Física
Convocatoria: Primeiro semestre
Docencia: Con docencia
Matrícula: Matriculable
Os sistemas complexos, caracterizados polo seu comportamento rico e polos fenómenos emerxentes e colectivos resultantes da interacción entre os seus moitos constituintes básicos, requiren ferramentas conceptuais específicas para a sua comprensión. Estes sistemas aparecen en moitas e moi diversas áreas non só de ciencia básica senon tamén en ámbitos moito máis aplicados da innovación: desde o estudo e decodificación do xenoma humano á análise de procesos industriais (consumos eléctricos ou de auga, etc.), pasando por exemplo polo deseño e fabricación de novos materiais.
O denominador común de todos estes sistemas é a súa complexidade e a necesidade de empregar ferramentas estatísticas e dinámicas diferenciadas para o seu estudo. Desde esta perspectiva, esta asignatura proponse formar alumnos que se familiaricen con estes problemas, coas ferramientas básicas para a súa modelización e análise, e coas súas aplicacións científicas e tecnolóxicas.
É interesante destacar que o curso ten tamén unha grande compoñente experimental e numérica, e sobre todo dependente da iniciativa do alumno. De cada aplicación que se plantexar aportaráse o acceso aos coñecementos teóricos que o alumno poderá complementar con traballos experimentais e/a súa correspondente análise computacional cando sexa posible. Porén, o alumno tamén adquirirá competencias experimentais e computacionais que lle permitan abordar problemas asociados do seu interese desde moi diferentes perspectivas.
RESULTADOS DE APRENDIZAXE
Tras cursar a materia o alumno demostrará:
- que adquiriu os coñecementos para entender os diversos sistemas complexos, as ferramentas básicas para a súa modelización e análise, e as súas aplicacións científicas e técnicas.
- que adquiriu competencias experimentais e computacionais que lle permitan abordar problemas asociados coa complexidade desde moi diferentes perspectivas.
1 Introducción: Sistemas complexos
2 Sistema complexo de exemplo: A atmosfera da Terra
2.1. Dinámica da atmosfera: ecuacions basicas de conservación e aplicacións.
2.2. Estabilidade na atmosfera.
2.3. Circulación e vorticidade
2.4. Oscilacións atmosfericas. Ondas de gravidade, ondas de Rossby
2.5 Capa límite planetaria. Turbulencia.
2.6. Estructura da circulación xeral da atmosfera.
3. Outros sistemas complexos (temas para os traballos da asignatura):
3.1 -Mecánica Estatística de sistemas reais. Estatística de procesos estables. Procesos estocásticos. Redes complexas.
3.2 - Propiedades de equilibrio e fenómenos de transporte en líquidos complexos.
3.3 - Experimentos e análise de fenómenos críticos perto dunha transición de fase (conductividade eléctrica, magnetización, etc.).
3.4 - Percolación. Conducción en medios granulares.
3.5 - Criticalidade autoorganizada.
3.6 - Caos e fractalidade. Ecuación de Lorenz. Mapas loxísticos. Rotas ao caos. Sincronización. Dimensións fractais. Modelos DLA.
3.7 - Estructuras biolóxicas. Ondas biolóxicas, medios excitables, oscilantes. Modelos cardiolóxicos, propagación de pulsos neuronais, etc. Estructuras de Turing. Modelos de morfoxénesis.
3.8 - Inestabilidades en fluidos. Ondas, Rayleigh-Taylor, Kelvin-Helmholtz, Rayleigh-Benard, Faraday, etc.
3.9 - Modelización de mercados financeiros mediante redes complexas.
3.10- Modelos epidemiolóxicos. Modelos de rede complexa. Ecuacións de Fisher e de Lotka–Volterra.
3.11 Poderán considerarse tamén outros tópicos que o alumnado propoña, sempre que o profesor considere que posúen relación suficiente co resto dos contidos da asignatura.
S.H. Strogatz “Nonlinear dynamics and chaos” Adison Wesley (1994).
R.V. Solé, S.C. Manrubia “Orden y caos en sistemas complejos” Ediciones UOC (1997).
R. Kapral and K. Showalter Eds. “Chemical waves and patterns” Kluwer Academic Publishers (Dordrecht) (1995).
J.D. Murray “Mathematical Biology” Springer (1989).
A. Bunde, S. Haulin Eds. “Fractals and disordered systems” Springer (1996).
V.I. Krinsky Ed. “Selforganization: autowaves and structures far from equilibrium” Springer (1984).
B.B. Mandelbrot “The fractal geometry of Nature” Freeman (1983).
J.R. Holton. An Introduction to Dynamic Meteorology. Acad. Press (1992).
J. M. Wallace and P. V. Hobbs, Atmospheric Science: an introductory survey - 2nd edition, Elsevier (2006)
I. Sendiña Nadal y V. Pérez Muñuzuri, Fundamentos de Meteorología, USC Publicacións (2006)
BÁSICAS E XERAIS
CB1 - Que os estudantes demostrasen posuír e comprender coñecementos nunha área de estudo que parte da base da educación secundaria xeral, e adóitase atopar a un nivel que, aínda que se apoia en libros de texto avanzados, inclúe tamén algúns aspectos que implican coñecementos procedentes da vangarda do seu campo de estudo.
CB2 - Que os estudantes saiban aplicar os seus coñecementos ao seu traballo ou vocación dunha forma profesional e posúan as competencias que adoitan demostrarse por medio da elaboración e defensa de argumentos e a resolución de problemas dentro da súa área de estudo.
CB3 - Que os estudantes teñan a capacidade de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro da súa área de estudo) para emitir xuízos que inclúan unha reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica ou ética.
CG1 - Posuír e comprender os conceptos, métodos e resultados máis importantes das distintas ramas da Física, con perspectiva histórica do seu desenvolvemento.
CG2 - Ter a capacidade de reunir e interpretar datos, información e resultados relevantes, obter conclusións e emitir informes razoados en problemas científicos, tecnolóxicos ou doutros ámbitos que requiran o uso de coñecementos da Física.
CG3 - Aplicar tanto os coñecementos teóricos-prácticos adquiridos como a capacidade de análise e de abstracción na definición e formulación de problemas e na procura das súas solucións tanto en contextos académicos como profesionais.
TRANSVERSAIS
CT1 - Adquirir capacidade de análise e síntese.
CT2 - Ter capacidade de organización e planificación.
CT5 - Desenvolver o razoamento crítico.
ESPECÍFICAS
CE1 - Ter unha boa comprensión das teorías físicas máis importantes, localizando na súa estrutura lóxica e matemática, o seu soporte experimental e o fenómeno físico que pode ser descrito a través deles.
CE2 - Ser capaz de manexar claramente as ordes de magnitude e realizar estimacións adecuadas co fin de desenvolver unha clara percepción de situacións que, aínda que fisicamente diferentes, mostren algunha analoxía, permitindo o uso de solucións coñecidas a novos problemas.
CE5 - Ser capaz de realizar o esencial dun proceso ou situación e establecer un modelo de traballo do mesmo, así como realizar as aproximacións requiridas co obxecto de reducir o problema ata un nivel manexable. Demostrará posuír pensamento crítico para construír modelos físicos.
CE6 - Comprender e dominar o uso dos métodos matemáticos e numéricos máis comunmente utilizados en Física.
CE8 - Ser capaz de manexar, buscar e utilizar bibliografía, así como calquera fonte de información relevante e aplicala a traballos de investigación e desenvolvemento técnico de proxectos.
Seguiranse as indicacións metodolóxicas xerais establecidas na Memoria do Titulo de Grado en Física da USC. As clases serán presenciais é a distribución de horas expositivas e interactivas sigue o especificado na Memoria de Grao.
Activarase un curso na plataforma Moodle da Campus Virtual, á que se subirá información de interese para o alumno así como material docente diverso.
Desenvolvemento do temario teórico en clases presenciais. A parte teórica desenvólvese con axuda de diferentes medios audiovisuais que xeren unha proposta atractiva dos contidos e faciliten a comprensión dos mesmos. Durante o desenvolvemento do temario poderanse utilizar programas informáticos e internet.
Todas as tarefas do estudante (estudo, traballos, lecturas) serán orientadas polo persoal académico en titorías que poderán ser de tipo presencial ou realizarse a través dos medios da USC-virtual. En todos os casos, utilizaranse as ferramentas dispoñibles na USC-virtual para facilitar aos alumnos do material necesario para o desenvolvemento da materia (presentacións, apuntamentos, textos de apoio, bibliografía, vídeos, etc.) e para establecer unha comunicación fluída profesor-alumno.
Ao longo do curso faránse boletíns de problemas. A entrega destes boletíns supón un 1 punto (sobre 10) da nota final, aínda que non é obrigatoria. A participación na resolución destes problemas en clase pode supoñer unha bonificación na nota final de ata 1 punto. O 50% da nota final será o resultado dun control con problemas sacados dos boletíns resoltos en clase. Estes problemas indicaránse previamente, e no control resolveránse con datos diferentes aos usados en clase. O 40% restante da nota virá dun traballo final sobre un tema seleccionado polo alumno adecuado ao contido da materia. Valorarase especialmente as habilidades na busca de material para o desenvolvemento dos temas, a capacidade de síntese na elaboración de traballos e o dominio dos temas.
Os alumnos que non se someteron á avaliación de ningunha actividade obrigatoria obterán a nota de non presentado.
En caso de realización fraudulenta de exercicios ou probas, aplicarase o disposto no “Regulamento para a avaliación do rendemento académico dos estudantes e revisión das cualificacións”.
Clase de pizarra en grupo grande: 21 h
Clases con ordenador/Laboratorio en grupo reducido: 18 h
Titorías en grupos moi reducidos ou individualizadas: 3 h
Estudio autónomo individual ou en grupo: 38 h
Escritura de exercicios, conclusións ou outros traballos: 20 h
Programación/experimentación e outros traballos en ordenador/laboratorio: 12.5 h
Gonzalo Miguez Macho
Coordinador/a- Departamento
- Física de Partículas
- Área
- Física da Materia Condensada
- Teléfono
- 881814001
- Correo electrónico
- gonzalo.miguez [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Catedrático/a de Universidade
Alfredo Crespo Otero
- Departamento
- Física de Partículas
- Área
- Física da Materia Condensada
- Correo electrónico
- alfredocrespo.otero [at] usc.es
- Categoría
- Predoutoral Xunta
| Mércores | |||
|---|---|---|---|
| 10:30-12:00 | Grupo /CLE_01 | Castelán | Aula 830 |
| Xoves | |||
| 10:30-12:00 | Grupo /CLE_01 | Castelán | Aula 830 |
| Venres | |||
| 10:30-12:00 | Grupo /CLE_01 | Castelán | Aula 830 |
| 13.01.2025 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 0 |
| 13.01.2025 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 130 |
| 13.01.2025 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 6 |
| 13.01.2025 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 830 |
| 16.06.2025 09:00-13:00 | Grupo /CLE_01 | 3 (Informática) |