Laboratorio de Óptica
Código: 100159 Créditos ECTS: 5| Titulación | Tipo | Curso | Semestre |
|---|---|---|---|
| 2500097 Física | OB | 3 | 2 |
Contacto
- Nombre:
- Francesc Pi Vila
- Correo electrónico:
- Francesc.Pi@uab.cat
Uso de idiomas
- Lengua vehicular mayoritaria:
- catalán (cat)
- Algún grupo íntegramente en inglés:
- No
- Algún grupo íntegramente en catalán:
- Sí
- Algún grupo íntegramente en español:
- No
Equipo docente
- Juan Carlos Escalera Merino
- Angel Lizana Tutusaus
Prerequisitos
NINGUNO, pero es recomendable estar cursando o haber cursado la asignatura de ÓPTICA
Objetivos y contextualización
2. Familiarizar al alumno con una asignatura experimental: importancia de la instrumentación en el diseño de experimentos, utilización de aparatos de medida, adquisición de datos, análisis de los datos, etc.
3. Saber analizar la influencia e importancia de las diversas variables y su dependencia en el fenómeno estudiado y / o analizado.
4. Despertar en el alumno una mentalidad crítica con respecto al nivel de confianza de sus medidas, realización de cálculos y la interpretación de los resultados.
5. Motivar al alumno en la búsqueda bibliográfica para interpretar los resultados experimentales y / o profundizar en otros enfoques sobre un determinado experimento.
6. Fomentar el trabajo experimental y la discusión científica en grupo.
Competencias
- Actuar con responsabilidad ética y con respeto por los derechos y deberes fundamentales, la diversidad y los valores democráticos.
- Actuar en el ámbito de conocimiento propio valorando el impacto social, económico y medioambiental.
- Comunicar eficazmente información compleja de forma clara y concisa, ya sea oralmente, por escrito o mediante TIC, y en presencia de público, tanto a audiencias especializadas como generales.
- Desarrollar estrategias de análisis, síntesis y comunicación que permitan transmitir los conceptos de la Física en entornos educativos y divulgativos.
- Formular y abordar problemas físicos identificando los principios más relevantes y usando aproximaciones, si fuera necesario, para llegar a una solución que debe ser presentada explicitando hipótesis y aproximaciones.
- Planear y realizar, usando los métodos apropiados, un estudio, medida o investigación experimental e interpretar y presentar los resultados.
- Razonar críticamente, poseer capacidad analítica, usar correctamente el lenguaje técnico, y elaborar argumentos lógicos.
- Trabajar autónomamente, usar la propia iniciativa, ser capaz de organizarse para alcanzar unos resultados, planear y ejecutar un proyecto.
- Trabajar en grupo, asumiendo responsabilidades compartidas e interaccionando profesional y constructivamente con otros con absoluto respeto a sus derechos.
- Usar instrumentos informáticos (lenguajes de programación y software) adecuados en el estudio de problemas físicos.
Resultados de aprendizaje
- Analizar la influencia de diversos parámetros en la simulación de un experimento.
- Analizar y evaluar la adecuación de los montajes preparados y realizados a fin de poder obtener las medidas y los resultados deseados.
- Comunicar eficazmente información compleja de forma clara y concisa, ya sea oralmente, por escrito o mediante TIC, y en presencia de público, tanto a audiencias especializadas como generales.
- Describir el funcionamiento y modo de operar de los instrumentos de medida utilizados.
- Describir fenómenos físicos, identificar variables, analizar su influencia, presentando los resultados y conclusiones del trabajo realizado de una forma clara y precisa.
- Determinar y medir las variables que describen un sistema físico.
- Discriminar las dependencias más importantes y extraer las conclusiones más relevantes de un conjunto de medidas experimentales.
- Evaluar correctamente la incertidumbre asociada a una medida o a un conjunto de medidas.
- Explicar el codi deontològic, explícit o implícit, de l`àmbit de coneixement propi.
- Fomentar la discusión y el pensamiento crítico valorando la precisión y las características de los resultados obtenidos.
- Identificar las implicaciones sociales, económicas y medioambientales de las actividades académico- profesionales del ámbito de conocimiento propio.
- Presentar los resultados de una serie de medidas mediante gráficas de forma adecuada y realizar regresiones lineales.
- Razonar críticamente, poseer capacidad analítica, usar correctamente el lenguaje técnico, y elaborar argumentos lógicos.
- Redactar y presentar los resultados y conclusiones de un trabajo experimental con rigor y concisión.
- Trabajar autónomamente, usar la propia iniciativa, ser capaz de organizarse para alcanzar unos resultados, planear y ejecutar un proyecto.
- Trabajar en grupo, asumiendo responsabilidades compartidas e interaccionando profesional y constructivamente con otros con absoluto respeto a sus derechos.
- Usar sensores digitales para medir magnitudes.
- Utilizar los programas básicos para redactar informes y hacer el tratamiento básico de los datos.
Contenido
Unidad 1: Fuentes de luz
- El espectro electromagnético
- Generación de luz
- Fuentes incoherentes con excitación por colisiones
- Otras fuentes de radiación incoherente
- Fuentes láser
- Propiedades y aplicaciones de la radiación láser
- Tipos de láseres y características de emisión
Unidad 2: Detectores de luz
- Cuestiones generales sobre detección
- Detección de señales temporales
- Detectores con resolución espacial
La asignatura consta de las siguientesprácticas:
1.- Desviación de un haz láser por un material con un índice de refracción no uniforme. Aplicación a la medida de la concentración relativa de dos líquidos en contacto.
2.- Medida del índice de refracción de una lámina plano-paralela con el microscopio y con el método de Pfund.
3.- Óptica geométrica. Imágenes, el telescopio como sistema óptico.
4.- Espectros ópticos. Determinación de longitudes de onda con un espectroscopio de prisma.
5.- Polarización de la luz y estudio de medios anisótropos y fotoel·làstics. Verificación de la ley de Malus.
6.- Interferencias por división de amplitud. El interferómetro Michelson.
7.- Interferencias por división del frente de onda. Biprisma de Fresnel. Estudio cualitativo con una fuente de luz blanca. Determinación de la longitud de onda de una luz monocromática.
8.- difracción de Fresnel y difracción de Fraunhofer.
9.- Espectroscopia con una red de difracción. Calibración de la red con una lámpara de longitudes de onda conocidas. Determinación de la constante de Rydberg a partir de la serie de Balmer del hidrógeno.
10.- Efecto fotoeléctrico. Determinación de la constante de Planck.
Metodología
Clases teoricas:
Durante las 2-3 primeras semanas del curso, se impartiran las 10 hores de clases teóricas de introducción al laboratorio de Óptica. Estas clases magistrales consistirán en un conjunto de presentaciones de PowerPoint que desarrollan los contenidos teóricos de la asignatura. Los estudiantes dispondrán de este material de manera anticipada a través del campus Virtual para seguir las clases de manera adecuada. También se proyectarán algunos videos relacionados con la tematica del laboratorio.
Prácticas de laboratorio:
Los alumnos, en grupos de 2 estudiantes, realizarán un total de 7 sesiones de laboratorio, durante las cuales se harán las prácticas. Los alumnos dispondrán previamente de los guiones de las prácticas para su preparación, a través del Campus Virtual.
Hay dos categorías diferentes de prácticas: (a) Prácticas de Informe colectivo (todas las prácticas excepto dos, a presentar un único y breve informe por grupo de prácticas con las medidas y trabajo realizado, resultados, conclusiones y respondiendo a las cuestiones planteadas en el guión; i b) prácticas con informe personal, (cada miembro del grupo escojerá un informe a realizar entre alguna de las siguientes prácticas realitzades: 5, 6, 7 o 9), para presentar antes del período de exámenes.
El informe personal debe contener las siguientes partes: introducción y objetivos, resultados y discusión, conclusiones, bibliografía y respuesta a las preguntas planteadas. Los informes colectivos únicamente recogeran los resultados y su discusión, así como las conclusiones delexperimento.
La corrección, por parte de los profesores del laboratorio, de los informes colectivos, permitirá detectar errores conceptuales en la realización de la práctica. Los alumnos dispondrán de un período de tiempo adicional para presentar los informes no satisfactorios.
Es necesario presentar de forma correcta todos los resultados obtenidos en el laboratorio en tablas con los errores y las unidades correspondientes. Las gráficas deben presentarse con un título, magnitudes, unidades y barras de error. Si es necesario se hará un ajuste de los resultados.
Sesiones demostrativas:
Se realizarán varias sesiones demostrativas a lo largo del período docente para mostrar diversos fenómenos relacionados con la Óptica y los Láseres. Estas sesiones demostrativas serán relativamente breves (alrededor de 1/2 hora) y estaran incluidas dentro del período de prácticas.
Tutorías:
A lo largo del curso se fomentará la discusión entre cada uno de los grupos de alumnos y el /la profesor/a de prácticas. Se definirá y respetará un espacio de tutoría con el objetivo de que todos los alumnos se hayan entrevistado al menos una vez con el/la profesor/a de prácticas. La comunicación con los profesores se realizará a través del CAMPUS VIRTUAL.
Actividades
| Título | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|
| Tipo: Dirigidas | |||
| Clases de teoría | 10 | 0,4 | 8, 4, 5, 12, 17 |
| Prácticas de laboratorio | 30 | 1,2 | 2, 1, 8, 4, 6, 7, 10, 15, 16, 17 |
| Tipo: Autónomas | |||
| Preparación y elaboración de los informes | 84 | 3,36 | 2, 1, 8, 4, 5, 7, 10, 12, 14, 15, 16, 18 |
Evaluación
|
Bloque |
Peso Descripción |
|
|
Trabajo personal |
33,3% |
Trebajo realizado por el alumno en el laboratorio y evaluado mediante el guión de pràcticas personal presentado |
|
Trabajo en grup |
33,3% |
trebajo realitzado por el grupo en el laboratorio y evaluado mediante los guiones de prácticas colectivos presentados |
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Examen escrito u oral |
33,3% |
Avaluación sobre los conceptos básicos explicados en las clases magistrales previas y sobre los conceptos básicos de las practicas realitzadas. La intención, si el número de estudiantes no es muy elevado, es hacer un examen práctico y oral en el laboratorio en el cual cada alumno demuestre los conocimientos prácticos adquiridos. (Es obligatoria la realitzación de todas las practicas, para tenir derecho a presentarse al examen.) Se debe sacar una nota mínima de 3 en cada apartado para poder hacer media |
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Dodo el caracter eminentemente práctico de la asignatura NO SE CONTEMPLA ningún sistema de recuperación |
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todos aquellos alumnos que hayan realitzado dos de las activitades anteriores de evaluación no podran ser cualificados com "No evaluables" |
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Actividades de evaluación
| Título | Peso | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|---|
| Examen oral o escrito | 33.3% | 1 | 0,04 | 2, 1, 8, 4, 5, 6, 7, 15, 16, 17 |
| Informe personal | 33.3% | 0 | 0 | 2, 1, 8, 3, 4, 5, 6, 7, 11, 10, 9, 12, 13, 14, 15, 18, 17 |
| Informes colectivos de grupo | 33.3% | 0 | 0 | 2, 1, 8, 3, 4, 5, 6, 7, 11, 10, 9, 12, 13, 14, 16, 18, 17 |
Bibliografía
Libros de teoria
- Els llibres recomanats en l’assignatura Òptica
- K.D. Möller. Optics. University Science Books, 1988.
- E. Hecht. Optics. Addison-Wesley, 1987.
- F.A. Jenkins, H.E. White. Fundamentals of Optics. McGraw-Hill, 1981.
- R.H. Kington. Optical Sources, Detectors and Systems. Academic Press, 1995.
Libros de prácticas de laboratorio.
- M.D. Baró, G. Orriols, F. Pi, R. Pintó i S. Suriñach. Tècniques Experimentals en Física. Col. Materials, 37. Servei de Publicacions de la UAB, Barcelona,1997.
- Altres llibres de temàtica general recomanats en anteriors laboratoris docents