G1031326 - Técnicas Experimentais III (Técnicas Experimentais) - Curso 2013/2014
Información
- Créditos ECTS
- Créditos ECTS: 9.00
- Total: 9.0
- Horas ECTS
- Clase Interactiva Laboratorio: 72.00
- Horas de Titorías: 4.50
- Total: 76.5
Outros Datos
- Tipo: Materia Ordinaria Grao RD 1393/2007
- Departamentos: Física Aplicada, Física Aplicada, Física de Partículas
- Áreas: Óptica, Electromagnetismo, Física Atómica, Molecular e Nuclear
- Centro: Facultade de Física
- Convocatoria: Anual de Titulacións de Grao/Máster
- Docencia e Matrícula: null
Profesores
Horarios
| Nome | Tipo Grupo | Tipo Docencia | Horario Clase | Horario exames |
|---|---|---|---|---|
| Grupo /CLE_01 | Ordinario | Clase Expositiva | NON | SI |
| Grupo /CLIL_01 | Ordinario | Clase Interactiva Laboratorio | NON | NON |
| Grupo /CLIL_02 | Ordinario | Clase Interactiva Laboratorio | NON | NON |
| Grupo /CLIL_03 | Ordinario | Clase Interactiva Laboratorio | NON | NON |
| Grupo /CLIL_04 | Horarios | Clase Interactiva Laboratorio | NON | NON |
| Grupo /TI-ECTS01 | Ordinario | Horas de Titorías | NON | NON |
| Grupo /TI-ECTS02 | Ordinario | Horas de Titorías | NON | NON |
| Grupo /TI-ECTS03 | Ordinario | Horas de Titorías | NON | NON |
| Grupo /TI-ECTS04 | Ordinario | Horas de Titorías | NON | NON |
| Grupo /TI-ECTS05 | Ordinario | Horas de Titorías | NON | NON |
Programa
Existen programas da materia para os seguintes idiomas:
Obxectivos da materia
Familiarizar aos e ás estudantes cos aspectos experimentais fundamentais concernentes ás materias de Electrodinámica, Física Cuántica e Óptica. O laboratorio busca a experimentación sobre os principios e leis básicas das materias anteriormente citadas, e en particular a apreciación crítica da compatibilidade entre estes modelos teóricos e os datos obtidos experimentalmente.
Co obxecto de proporcionar unha mellor aprendizaxe da materia, disporase de tres laboratorios diferentes, especializado cada un deles nunha das tres materias anteriormente citadas.
Contidos
Os contidos desta materia divididos por laboratorios son:
Laboratorio de Electrodinámica:
1. TUBO DE THOMSON. Medida da relación carga-masa para un electrón.
2. EXPERIMENTOS CON MICROONDAS. Propiedades fundamentais dos campos de microondas, zona cercana e zona de radiación. Medida do diagrama de radiación Óptica a frecuencia de microondas: Reflexión, interferencia e difracción. Efecto Doppler.
3. ESTUDO DA PROPAGACIÓN NUNHA LIÑA DE TRANSMISIÓN BIFILAR. Estudo dos parámetros dunha guía de transmisión. Resposta dunha liña a unha señal sinusoidal e a unha señal tipo pulso.
4. ESTUDO DA PROPAGACIÓN NUNHA GUÍA DE ONDAS RECTANGULAR. Propagación de ondas electromagnéticas en guías con diferentes dieléctricos: determinación da constante dieléctrica dun material. Adaptación de guías.
5. ESTUDO DA PROPAGACIÓN DE ONDAS NUN MEDIO CON PERDAS. Propagación de ondas en conductores. Cálculo da conductividade dun metal.
Laboratorio de Óptica:
1. EXPERIENCIAS DE ÓPTICA XEOMÉTRICA: Caracterización de lentes positivas e negativas. Análise experimental da formación de imaxes con instrumentos ópticos: microscopio simple, microscopio composto e telescopio. Análise da compatibilidade teoría-experimento.
2. ASPECTOS DA INTERACCIÓN LUZ-MATERIA: Medida por reflexión da luz do ángulo dun prisma. Identificación do espectro dunha lámpada espectral. Medida do índice de refracción dun vidro para diferentes lonxitudes de onda. Análise da compatibilidade teoría-experimento.
3. POLARIZACIÓN DA LUZ CON LÁMPADA ESPECTRAL. Análise preliminar e cualitativo de polarizadores lineais e láminas retardadoras. Xeración e análise de diferentes estados de polarización da luz empleando polarizadores e láminas retardadoras.
4. INTERFERENCIA DA LUZ CON LÁSER: Dispositivos de interferometría por división de frente de ondas e por división de amplitude (interferómetros Young e/ou Michelson). Aplicacións da interferometría no campo da metroloxía óptica e a espectroscopía. Observación e análise de diferentes fenómenos interferenciais.
5. DIFRACCIÓN DA LUZ CON LÁSER: Análise experimental da luz difractada en campo lonxano (difracción de Fraunhoffer) por diferentes aperturas ou obstáculos. Aplicacións da difracción no campo da metroloxía óptica.
Laboratorio de Física Cuántica:
1. INTERACCIÓN RADIACIÓN-MATERIA. O efecto fotoeléctrico: Observación do efecto fotoeléctrico e determinación da constante de Planck.
2. CONTADOR GEIGER-MÜLLER. Familiarización co uso dun contador Geiger-Müller. Estudo das características máis significativas da radioactividade. Estudo dalgunhas aplicacións prácticas da radioactividade na industria.
3. DISPERSIÓN DE RUTHERFORD. Medida da sección eficaz diferencial de dispersión de partículas alfa por núcleos de oro. Estudo da dependencia da sección eficaz diferencial co número atómico do blanco.
4. ASPECTOS FUNDAMENTAIS DA CUANTIZACIÓN EN SISTEMAS ATÓMICOS. A serie de Balmer: Observación das tres líneas visibles do espectro do átomo de hidróxeno e medida das suas lonxitudes de onda por medio dunha rede de difracción.
5. EXPERIMENTO DE FRANCK-HERTZ. Demostración de que a transferencia de enerxía en colisiones elásticas de electrons libres cos átomos está cuantizada. Medición da diferencia de enerxías entre o estado fundamental e o primeiro excitado do Neón.
6. ESPECTROS ATÓMICOS. Observación e medida das lonxitudes de onda dos espectros visibles de gases monoatómicos e metais mediante a descomposición por unha rede de difracción da luz emitida por una lámpada de descarga.
7. LEY DE STEFAN PARA CORPO NEGRO. Comprobación da ley de Stefan para a radiación emitida por un corpo negro.
8. DIFRACCIÓN DE ELECTRÓNS. Observación da difracción de electróns nun tubo de raios catódicos e medición das constantes dunha rede de grafito.
Bibliografía básica e complementaria
Laboratorio de Electrodinámica:
- J. M. Miranda, J. L. Sebastián, M. Sierra e J. Margineda. Ingeniería de microondas. Prentice Hall, 2002.
- D. M. Pozar, Microwave engineering, Wiley, 1998.
- Griffiths, D. J., Introduction to Electrodynamics, 3rd ed, Prentice Hall, 1999, (3 A41 71).
- Jackson, J.D., Classical Electrodynamics, Wiley, 1999.
Laboratorio de Óptica:
- J. Casas, Optica. Librería General, Zaragoza.
- E. Hecht, A. Zajac, Optica. Fondo Educativo Interamericano.
- Jenkins e White, Fundamentals of Optics. McGraw-Hill.
- T. Kallard, Exploring laser light. AAPT.
- C. Sánchez del Río, Análisis de errores. EUDEMA.
- R.S. Sirohi, A course of experiments with He-Ne laser. John Wiley.
- W.A. Shurcliff e S.B. Stanley Luz Polarizada. Ed. Reverté.
Laboratorio de Física Cuántica:
- R. Eisberg y R. Resnick, Física Cuántica, Ed. Limusa, 1999.
- C. Sánchez del Rio. Física Cuántica, Ed. Pirámide, 1997.
- A.P. French y E.F. Taylor, Introducción a la Física Cuántica, Ed. Reverté 1982.
- A.C. Melissinos, Experiments in Modern Physics, Boston Academic Press Inc., 1966.
- B.W. Petley, The Fundamental Physical Constants and the Frontier of Measurement, Adam Hilger Ltd,1985.
Competencias
O programa formativo desta materia facilitará ao alumno a adquisición das seguintes competencias/destrezas:
- Coñecemento das tecnoloxías e sistemas experimentais empregados no ámbito da Física.
- Adquirir habilidade para executar e implementar as normas de seguridade dun laboratorio.
- Competencia técnica e científica para asegurar a consecución de resultados precisos e reproducibles a partir dos cales se poidan sacar conclusions válidas na área científica.
- Coñecemento e destreza no manexo das técnicas experimentais básicas de uso máis frecuente no ámbito da Electrodinámica, Óptica e Física Cuántica.
- Coñecemento de como deseñar un estudo para permitir validar/rexeitar unha hipótese.
- Demostrar un bo coñecemento e manexo das ferramentas informáticas básicas de maior relevancia no ámbito da Física.
- Demostrar unha boa capacidade para acceder por busca en bases de datos á literatura científica e técnica.
- Demostrar capacidade para comprender e criticar a literatura científica da sua área de especialización.
- Demostrar unha boa capacidade de comunicación oral e escrita para presentar os resultados e conclusions dun traballo experimental.
- Demostrar capacidade de divulgación científica frente a un público non especializado, presentando especial coidado en resaltar as implicacions sociais dos avances científicos.
- Comprender os aspectos éticos do exercicio profesional.
Asimesmo, preténdese fomentar o desenvolvemento e consolidación de competencias xenéricas “transversais” que son consideradas fundamentais para a futura actividade profesional dos Graduados, entre as que cabería destacar:
- Comprensión do valor e dos límites do método científico.
- Capacidade de razoamento crítico e autocrítico.
- Capacidade de análise e de síntese.
- Capacidade de aplicar os coñecementos á práctica.
- Capacidade de desenrolar novas ideas e espírito emprendedor.
- Capacidade de actualizar o coñecemento de forma autónoma.
- Capacidade para buscar, analizar e xestionar a información, incluíndo a capacidade de interpretación e avaliación.
- Destreza no manexo das ferramentas informáticas básicas.
Metodoloxía da ensinanza
Pola súa propia natureza, esta disciplina é fundamentalmente práctica e, dacordo coa distribución dos créditos, o programa desta materia divídese en tres partes de idéntica duración: unha dedicada ás técnicas experimentais de Electrodinámica; outra, ás de Física Cuántica; e unha terceira, ás de Óptica.
Laboratorio de Electrodinámica:
Esta materia é de laboratorio. A docencia impártese en módulos de ata 18 alumnos, repartidos en grupos de ata 3 alumnos por posto de prácticas. O profesor explica as diferentes prácticas ao longo da totalidade da sesión diaria, en función do grao de avance do traballo dos diferentes grupos. O alumno debe realizala, tomando datos coa mellor calidade posible. Posteriormente, o alumnado debe procesar eses datos e extraer conclusións.
Laboratorio de Óptica:
Antes do comezo das prácticas, publicarase o calendario cás sesións e horarios de prácticas de cada uno dos grupos. Cada grupo terá 6 sesións no laboratorio de 4h cada unha de elas. A última sesión servirá para completar as avaliacións; para completar ou repetir unha práctica; e ademais indicaráselle a cada alumno a/s práctica/s sobre a/s que deberá presentar un informe así como o prazo para dita presentación.
As prácticas deste laboratorio disporán duns guións que estarán dispoñibles na fotocopiadora.
Laboratorio de Física Cuántica:
Esta materia e de laboratorio. A docencia impartese en módulos de 20 alumnos, repartidos en grupos de 2 alumnos por posto de prácticas. As sesions terán lugar durante o segundo cuatrimestre. Despois de cada practica o alumno presentará unha memoria resumen.
Sistema de evaluación
Dada a naturaleza eminentemente experimental desta materia, para a súa avaliación, en xeral, teranse en conta os seguintes aspectos:
a) Asistencia ás sesións de prácticas.
b) Actitude no laboratorio.
c) Entrega da memoria de prácticas/traballo individual/libreta de laboratorio no prazo indicado.
Estes criterios de avaliación son xenéricos para a asignatura, o cal non impide que nos criterios específicos dalgún laboratorio que a constitúen se poida eliminar ou relaxar algun deles a xuízo do profesor encargado ou incluír algún máis.
Para aprobar esta materia requírese aprobar independentemente cada unha das súas tres partes (Electrodinámica, Óptica e Física Cuántica). Admítese compensa-lo suspenso nalgunha das partes, sempre que a nota non sexa inferior a 4 e que a media das calificacións obtidas nas tres partes sexa superior a 5 sobre 10.
No caso de suspender esta materia na primeira convocatoria do curso, pero con algunha/s das súas partes aprobadas, conservaranse a/s parte/s aprobadas para as seguintes convocatorias do mesmo curso académico.
Con respecto a outros puntos relativos á avaliación, non reflectidos nesta programación, será de aplicación a normativa xeral da Facultade de Física ou da USC.
Laboratorio de Electrodinámica:
A presenza do alumno será obrigatoria nas sesions de prácticas. Antes da celebración do exame é obrigatoria a entrega dun pequeno informe ou libreta de laboratorio, cos datos obtidos e elaborados, cos que se extraerán e comentarán os resultados pertinentes. Avaliarase segundo o rendemento do alumno no laboratorio e unha proba oral ou escrita. A calificación final desta parte será a media ponderada da nota da avaliación continua (30%) e da acadada no exame (70%).
Laboratorio de Óptica:
A asistencia ás sesións de prácticas é obrigatoria. No caso de falta esta deberá ser debidamente xustificada e o alumno deberá recupera-la sesión. A entrega da memoria de prácticas no prazo indicado polo/a profesor/a é obrigatoria para poder asistir ó exame desta parte.
O exame consistirá nunha proba oral ou escrita sobre as experiencias desenvoltas no laboratorio de Óptica e conceptos relacionados.
A calificación final desta parte será a media ponderada entre a nota acadada na avaliación continua (60%) e no exame (40%).
Laboratorio de Física Cuántica:
A asistencia ás sesions de prácticas é obrigatoria. No caso de falta esta deberá ser debidamente xustificada e o alumno deberá recupera-la sesión. A entrega da memoria de prácticas no prazo indicado polo/a profesor/a é obrigatoria para poder asistir ao exame desta parte. O exame consistirá nunha proba oral ou escrita. A calificación final desta parte será a media entre a nota acadada na evaluación continua e no exame.
Tempo de estudo e traballo persoal
Laboratorio de Electrodinámica:
Consta de 3 créditos ECTS: corresponde a 24 horas presenciais, 2 horas de titoría y 49 horas de traballo persoal do alumno.
Laboratorio de Óptica:
Consta de 3 créditos ECTS: corresponde a 24 horas presenciais, 2 horas de titoría e 49 horas de traballo persoal do alumno.
Laboratorio de Física Cuántica:
Consta de 3 créditos ECTS: corresponde a 24 horas presenciais, 2 horas de titoría e 49 horas de traballo persoal do alumno.
Recomendacións para o estudo da materia
E aconsellable que, tras cada unha das xornadas de prácticas, o alumno dedique 1 hora a reflexión e posta en orden dos datos tomados no laboratorio, e busque a discusión co profesor para aclarar dudas ou conceptos, se for posible, no seo do seu grupo de prácticas. O tempo dedicado á presentación de resultados non debería levar máis de 2 días, evitando excesos na calidade da presentación, nos que se acostumbra a perder moito tempo sen beneficios académicos. Antes do día do exame, un repaso de 2 días debería ser suficiente, sempre e cando se mantivese a sistemática expresada con anterioridade.
Observacións
Esta asignatura disporá dun Aula Virtual como apoio á docencia.