Física (plan 2002) 2022-2

Quinto Semestre, Laboratorio de Óptica

NOTAS IMPORTANTES:

* El curso se impartirá tanto presencial como a distancia conforme a las condiciones epidemiológicas del momento y las indicaciones acordadas en el consejo técnico.

* Puedes ver una introducción breve al curso en la siguiente liga de youtube: https://youtu.be/9nStRLFzEb4

*El curso empezará el martes 15 de febrero de 2022 a las 7:00 horas con la primera actividad. A los alumnos inscritos, se les hará llegar un correo con instrucciones para inscribirse a la plataforma del curso en Google Classroom y la liga de Google Meet o Zoom para la primera clase.

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PARA ACLARAR CUALQUIER DUDA RESPECTO DEL CURSO, FAVOR DE ESCRIBIR A LA DIRECCIÓN:

jrufino.diazu@ciencias.unam.mx

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Laboratorio de Óptica

Carrera de Física - Plan de estudios 2002

Clave: 0583

Grupo: 8356

TEMARIO, OBJETIVOS, MÉTODO DE TRABAJO YMÉTODO DE EVA LUACIÓN DEL CURSO

Semestre 2022-2

Profesor: José Rufino Díaz Uribe,

e-mail: jrufino.diazu@ciencias.unam.mx,

Página web: http://www.icat.unam.mx/secciones/depar/sub2/metop/semb/RDU.html

Departamento de Óptica, Microondas y Acústica, Instituto de Ciencias Aplicadas y Tecnologia (ICAT), UNAM

Ayudante: Carlos Enrique Valderrama Juárez

e-mail: CarlosValderrama.jz@ciencias.unam.mx

Horario del curso: martes y jueves de 7 a 10 hrs.

OBJETIVOS

Objetivos del temario oficial:

• Desarrollo de la capacidad de investigación del estudiante, en óptica.

• Aprendizaje de los conceptos fundamentales del curso teórico correspondiente, mediante experimentos de óptica geométrica, polarización, interferencia, difracción, láseres y optoelectrónica.

• Conocimiento de los principios físicos del funcionamiento y manejo del equipo con que cuenta el Laboratorio de Optica.

• Manejo de datos experimentales (errores, aproximaciones, gráficas, ajuste de curvas, etc.).

Objetivos complementarios propuestos en este curso:

1. Que por medio del trabajo experimental el alumno mejore su comprensión de conceptos y fenómenos de la óptica.

2. Que el alumno adquiera habilidades y capacidades para la planeación y realización de experimentos de física, en particular de óptica.

3. Que el alumno mejore su entendimiento y capacidad para trabajar con datos experimentales, tanto en la representación y análisis gráfico y numérico, como en el cálculo de incertidumbres.

4. Que el alumno ejercite el uso de recursos tecnológicos actuales, tales como el uso de cámaras digitales y computadoras para potenciar su práctica profesional.

Temario oficial del curso:

https://web.fciencias.unam.mx/asignaturas/583.pdf

INTRODUCCION

El trabajo en Laboratorio de Óptica, consistirá en la realización de las siguientes diez prácticas:

1. Leyes de la Óptica Geométrica

2. Medición de índices de refracción.

3. Lentes delgadas

4. Sistemas ópticos (microscopio y telescopio)

5. Reflectancia y transmitancia en una interfase plana (ecuaciones de Fresnel).

6. Espectroscopía de Prisma.

7. Polarización.

8. Interferencia.

9. Difracción.

10. Práctica libre.

TEXTO BASE:

El curso se basará de manera importante en el manual de prácticas:

José Rufino Díaz Uribe, Laboratorio de Óptica; Teoría y Práctica,1a. edición. Ciudad De México, Universidad Nacional Autónoma de México, Facultad de Ciencias, 2018. El cual se puede adquirir de forma digital en la siguiente liga:

https://tienda.fciencias.unam.mx/es/home/488-laboratorio-de-optica-teoria-y-practica-9786073017886.html

Este material fue desarrollado por el Prof. Díaz y su grupo de trabajo, por medio de los proyectos PAPIME No: PE104410 y PE111916, financiados por la DGAPA-UNAM.

Método de trabajo:

Debido a las restricciones impuestas por la contingencia de salud actual, el trabajo será a distancia durante el primer mes de trabajo. Conforme el Consejo Técnico autorice las actividades presenciales, se podrá trabajar en el Laboratorio de Óptica de la Facultad de Ciencias. Por ello, el método de trabajo deberá ser adaptado para trabajar en cada modalidad. Por ello, en este curso seguiremos el siguiente método de trabajo:

• Sesiones sincrónicas:

​En el Laboratorio de Óptica de la Facultad de Ciencias, para las actividades presenciales. Cuando se requiera trabajar en línea, se realizarán transmisiones a través de Google Meet (o Zoom), que incluirán explicaciones breves, revisión de avances, presentación de resultados

• Actividades asíncronas:

Realización de tareas, prácticas en casa, redacción de informes, uso de simulaciones de fenómenos ópticos, realización y observación de videos de experimentos, explicaciones sobre un fenómeno o sobre el análisis de datos, reuniones con los profesores, entre otras posibilidades.

• Comunicación constante y expedita:

​​Para esta modalidad, se requiere mantener comunicación constante y expedita, entre profesores y alumnos, así como entre alumnos. En la actualidad esto requiere de acceso a internet por medio de una computadora, una tablet y/o un teléfono celular inteligente, con capacidad de conexión a videoconferencias por medio de Meet o Zoom, entre otras posibilidades. En casos justificados, se buscará atender a los alumnos con restricciones de acceso a internet y/o dificultades para usar computadoras y otros dispositivos digitales.

• Documentación del trabajo realizado:

​Se requiere de una cámara fotográfica y/o de video y de una computadora, tablet o un teléfono celular inteligente, con el que se capturen fotografías y/o videos de los experimentos realizados en casa; también se requiere una computadora, tablet y/o celular inteligente, junto con software (programas y/o aplicaciones), para procesar datos (incluyendo imágenes), realizar cálculos numéricos y usar programas de cálculo avanzado como Mathematica, MatLab, Python (o equivalente).

• Material de trabajo:

​El trabajo experimental de óptica requiere el uso de diversas fuentes de luz y maneras de controlar, manipular y medir algunas de sus propiedades, como lo son, dirección de propagación e intensidad. Por ello, es importante que cuando se realicen actividades en casa, el estudiante cuente con una mesa de trabajo en un espacio que pueda ser oscurecido en algunas ocasiones; el profesor apoyará a los alumnos con algunos materiales que son más complicados de conseguir.

• Duración de las prácticas:

​Tomando en cuenta que un semestre normal cuenta con alrededor de 16 semanas efectivas de clase, con dos sesiones por semana, tendríamos un total de 32 clases durante el semestre. Con ello, se tienen, en promedio, 3 sesiones por práctica; sin embargo, hay prácticas que duran menos sesiones, lo que permite acomodar otras actividades o asignar más sesiones a la práctica libre. Es importante el trabajo eficiente en el curso pues, aunque se trabaja en casa y aparentemente hay mucho tiempo disponible, entiendo que cursan otras materias, con las que deberán distribuir su tiempo disponible.

• Asistencia:

​La asistencia a las sesiones sincrónicas no es obligatoria, pero se monitoreará el avance de los alumnos; la calificación se basará en el desempeño de cada estudiante, sus avances, resultados y otras muestras del aprendizaje que él obtenga. Aun así, se recomienda asistir de forma regular, pues en estas sesiones se darán instrucciones sobre el trabajo experimental, se resolverán dudas y, eventualmente, deberán exponer sus avances y resultados. Esta es tal vez la forma más importante de interacción entre profesores y alumnos. Se pasará lista de asistencia a cada una de estas sesiones, pues servirá como parte de las pruebas del involucramiento del estudiante con el curso.

• Manual de Prácticas:

​En el manual se incluyen la mayoría de las actividades a realizar durante el curso, sin embargo, el manual está diseñado para trabajar de forma presencial, con la infraestructura del Laboratorio de Óptica de la Facultad de Ciencias. Por ello, se realizarán adecuaciones para el trabajo en casa, en línea y a distancia. El profesor podrá incluir documentos y actividades adicionales que complementen o mejoren el manual en su forma actual.

• Bitácora:

​Cada alumno deberá llevar el registro de todas sus actividades de laboratorio en un conjunto de archivos electrónicos donde escriba todos sus avances y resultados de sus experimentos, que servirán para la realización de los informes (por equipo), de cada práctica. Estos archivos se deberán subir a la plataforma del curso y guardarán en un Drive (de preferencia de Google), compartido con los profesores. Allí también se incluirán las tareas y otras actividades realizadas durante el curso. Esta es la bitácora de laboratorio y siempre deberá estar actualizada y disponible para revisión. La calificación de la bitácora se realizará de forma periódica y el promedio de ella, constituye el 30 % de la calificación final.

• Previo al inicio de la práctica:

​Para poder iniciar el trabajo de laboratorio, los alumnos deberán leer y preparar, con suficiente anticipación, las secciones correspondientes a la práctica que se va a realizar. En el manual, cada práctica incluye una sección de “Actividades Previas” que deben resolverse en casa antes de iniciar el trabajo de laboratorio. Estas actividades resueltas deberán subirse a la bitácora al menos 24 horas antes antes del inicio de cada práctica. Durante el curso, y con la debida anticipación, se podrán adaptar las actividades previas contenidas en el manual, para hacerlas más acorde al trabajo en casa. Todas las anotaciones, ejercicios, cálculos, gráficas y demás actividades realizadas fuera del laboratorio también deberán ser anotadas en la bitácora.

• Instructivos de las prácticas:

​Debe quedar claro que los instructivos del manual o las adaptaciones propuestas, no son recetas fijas, por lo que cada alumno deberá complementar la preparación da cada práctica, realizando una investigación bibliográfica sobre el tema a desarrollar. Con ello deberá quedar más claro la base teórica, el procedimiento y demás aspectos involucrados en la práctica; es deseable, inclusive, que propongan mejoras o alternativas a las actividades propuestas para cumplir con los mismos objetivos. Esto es especialmente importante, pues entendemos que hay limitaciones materiales al trabajar en casa; esto no es razón para no realizar la práctica correspondiente. El estudiante, con asesoría de los profesores del curso, buscarán las modificaciones necesarias a las prácticas, para adecuarlas a las condiciones propias de cada alumno, buscando siempre alcanzar los objetivos propuestos; en caso necesario, estos también podrán ser modificados. En caso de dudas, pueden realizar consultas con el profesor y/o con el ayudante de laboratorio, ya sea durante las sesiones sincrónicas a la hora de clase o en otros horarios (siempre de acuerdo con los profesores), o por medio de mensajes de correo electrónico o a través de la plataforma del curso (Google Classroom o equivalente).

En los instructivos de cada práctica, contenidos en el manual, se indica el material a utilizar. Cuando el trabajo se realice en casa, se deberán hacer cambios; para cada práctica o actividad a realizar se les indicará, los materiales específicos que se necesitarán para cada una. Se intentará informar de esto con suficiente anticipación, para buscar y conseguir estos materiales en casa. En caso de no contar con alguno de ellos, los estudiantes deberán informar a los profesores para buscar alternativas al material o a la actividad que se realizará.

• Las sesiones sincrónicas:

​a) Antes de iniciar el trabajo experimental, el día de clase cuando inicia una nueva práctica, el profesor realizará una breve exposición ante el grupo para revisar los aspectos más relevantes de la práctica; estos podrán ser tema de preguntas dirigidas a los alumnos, con el fin de explorar su conocimiento del tema. Los estudiantes podrán realizar las consultas necesarias al profesor y al ayudante en este y cualquier otro momento durante la realización de la práctica.

b) Los días de clase posteriores, se utilizarán para revisar los avances de los estudiantes, resolver preguntas y buscar soluciones a problemas para avanzar en la práctica actual. Con anticipación, se pedirá a un equipo de estudiantes que expongan brevemente sus avances y resultados obtenidos hasta ese momento. Esto servirá a todos los estudiantes para entender otras formas de trabajar y darse cuenta de errores cometidos durante el trabajo experimental y el análisis de resultados.

​

El trabajo se realizará de forma individual en casa, pero se realizarán los informes finales de cada práctica por equipos de tres alumnos. Los informes de laboratorio se subirán a la plataforma del curso a más tardar una semana después de terminada la práctica y se les calificarán en un lapso similar.

• MÉTODO DE EVALUACIÓN

La calificación final estará dada por:

Informes de las prácticas 50%

Bitácora, actividades previas

y participación en clase 30%

Práctica libre 20%

La Escala de calificaciones

6.0 <= 6 < 6.8

6.8 <= 7 < 7.6

7.6 <= 8 < 8.4

8.4 <= 9 < 9.2

9.2 <= 10

• Prerrequisitos:

1. Administrativamente el Laboratorio de Óptica es una materia independiente del curso de teoría por lo que podrán inscribirse los alumnos que lo soliciten, independientemente del curso de teoría al que se inscriban. El cupo máximo será de 18 alumnos, a menos que las autoridades especifiquen otro valor
2. La práctica libre se desarrollará a lo largo del semestre. El avance se evaluará mensualmente por medio de informes escritos, presentaciones de avances y discusiones con los profesores. El tema deberá estar definido con la presentación del primer informe (de acuerdo al calendario). EL informe final se presentará por equipo oralmente en una sesión especial al final del curso. El tema seleccionado deberá ser del área de la óptica y se basará en al menos un artículo de divulgación o enseñanza.

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• Informes:

​Los informes deberán tener la estructura usual de un trabajo científico, lo que incluye:

1. Título.

2. Autores.

3. Fechas de realización y entrega.

4. Resumen (abstract).

5. Introducción.

6. Teoría.

7. Método experimental.

8. Resultados.

9. Discusión.

10. Conclusiones.

11. Bibliografía.

El texto deberá tener una redacción clara y concisa. Aunque la extensión no es esencial, se espera que todo informe cuente con un mínimo de 5 páginas. Los documentos deberán ser guardados en formato PDF. Los archivos (sin virus) deberán ser subidos a la plataforma del curso. La fecha y hora de subida del archivo será considerada para determinar si se entregó a tiempo.

Las unidades, las gráficas, las figuras, la bibliografía y demás partes del informe deberán seguir las normas usuales, en caso de duda, pregunten al profesor o consulten un manual de estilo. Cuando el objetivo de una práctica incluya la medición de una cantidad física, deberá incluirse el resultado de dicha medición con su incertidumbre, haciendo explícita la manera en que fue obtenida. Algunas prácticas sólo incluyen la realización de un experimento para observar un fenómeno. En tal caso, se espera una descripción detallada y la explicación física correspondiente.

La calificación de los informes cuenta el 50 % de la calificación final, por lo que deben esmerarse en su elaboración. Cuentan los resultados obtenidos, pero también su discusión. Cuenta de manera importante que en el texto reflejen el entendimiento que adquirieron sobre el tema.