"Introductory Physics Going Soft". E. Langbeheim, S. Livne, S. A. Safran, E. Yerushalmi. AMERICAN JOURNAL OF PHYSICS 80, 51 (2012). DOI: 10.1119/1.3647995
We describe an elective course on soft matter at the level of
introductory physics. Soft matter physics serves as a context that
motivates the presentation of basic ideas in statistical thermodynamics
and their applications. It also is an example of a contemporary field
that is interdisciplinary and touches on chemistry, biology, and
physics. We outline a curriculum that uses the lattice gas model as a
quantitative and visual tool, initially to introduce entropy, and later
to facilitate the calculation of interactions. We demonstrate how free
energy minimization can be used to teach students to understand the
properties of soft matter systems such as the phases of fluid mixtures,
wetting of interfaces, self-assembly of surfactants, and polymers. We
discuss several suggested activities in the form of inquiry projects
which allow students to apply the concepts they have learned to
experimental systems.
Se describe un curso opcional de materia condensada suave al nivel de Física introductoria. La Física de la Materia Condensada Suave sirve como contexto que motiva la presentación de ideas básicas de termodinámica estadística y sus aplicaciones. También es un ejemplo de un campo contemporáneo e interdisciplinario, que abarca a la química, a la biología y a la física. Se resalta un temario que usa el modelo de red de gas como una herramienta cuantitativa y visual, que de inicio introduce a la entropía y posteriormente facilita el cálculo de interacciones. Se demuestra cómo la minimización de la energía libre puede ser usada para ayudar a los estudiantes a entender las propiedades de los sistemas de materia condensada suave, tales como las fases de mezclas de fluidos, mojado de superficies, autoensamblaje de tensoactivos, y polímeros. Se discuten varias actividades sugeridas en forma de proyectos de investigación, las cuales permiten a los estudiantes aplicar a sistemas experimentales los conceptos que aprendieron.
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