TÉCNICAS EXPERIMENTALES IVTÉCNICAS EXPERIMENTALES IV

J.M. Saiz2010

No hay Curso WebCT de TE-IV pero sí hay una página web

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Distribución aproximada de los Distribución aproximada de los módulosmódulos

TEORIA: 2 módulos la primera semana

T, T

RESTO: 3 módulos “vacíos” (Repeticiones, P. voluntaria, etc)

R…S

CONTROL: 2 Sesiones de Seminarios

P, P, P, P

PRÁCTICAS: 8 módulos cada grupo

P, P, P S P

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

16F 18F

23F 25F

2M 4M

9M 11M

16M18M

23M 25M

30M 1A

13A 15A

20A22A

27A 29A

4M 6M

11M 13M

19M21M

18M 20M

25M27M

Martes

(11:45 a 14:45)

P1P2

P3aP3bP4P5P6P7

Teoría

G1G2G3

G4---

-G1

G3G2G4--

--

G1

G3G2G4-

--

G1-

G3G2G4

C R

G4-

G2

G1-

G3-

-G4

G2-

G1-

G3

G3-

G4

--

G1G2

C

G2G3

G4---

G1

R R R

Jueves

(11:45 a 14:45)

P1P2

P3aP3bP4P5P6P7

Teoría

G5G6G7

G8---

-G5

G7G6G8--

--

G5

G7G6G8-

--

G5-

G7G6G8

C

Festivo

CAMPUS

G8-

G6

G5-

G7-

-G8

G6-

G5-

G7

C

G7-

G8

--

G5G6

G6G7

G8---

G5

R R

Calendario 2010Calendario 2010

Martes: G1 a G4

Jueves: G5 a G8

( Límite Informe )

Horario en “módulos”: Sesiones de Horario en “módulos”: Sesiones de 3h3h

Martes Mañana

(11:45 / 14:45)Grupos1 – 4

Jueves Mañana

(11:45 / 14:45)Grupos5 – 8

• ESQUEMA: 12 módulos (sin tener que repetir nada)

• Cada alumno : Un día a la semana (martes ó jueves)

• Horario:

• Grupos de 2 alumnos, pero se evalúa y califica al Alumno

• Repeticiones: Se acuerdan con el profesor

Hay 7 Prácticas (una de ellas Hay 7 Prácticas (una de ellas “doble”)“doble”)

• Cada alumno hace 8 sesiones.

• Se puede hacer una práctica voluntaria (fuera de programa) - Difracción o Interferencias

- Solo o en grupo- Se valorará en positivo (en ningún caso bajará la nota)- Avisando con tiempo para concretar día.

Se debe traer las prácticas preparada (os van a preguntar)

guión “leído con detenimiento”, como mínimoSe os califica también por estas respuestas

Sesiones de SeminariosSesiones de Seminarios

• Haremos un seguimiento y evaluación (seminarios)

(11:45 / 13:45)

Seminario óptica

ó

[Aula por determinar]

• Seminario individual (15 min exposición) -Describes brevemente el objetivo y el trabajo realizado-Muestras resultados. Los comentas.-Comentas lo que te parece interesante o complicado.-Haces sugerencias.

• Se pregunta al alumno y a los demás (5-10 min)

• Aproximadamente 3/4 seminarios por sesión

• Asistencia necesaria para la evaluación continua

• Se puede hacer (voluntariamente) más de un seminario

ORDEN DE LOS SEMINARIOS

Sesiones de SeminariosSesiones de Seminarios

¿Qué se evalúa¿Qué se evalúa? ? ( ¡Individualmente! )( ¡Individualmente! )

• La realización de la práctica.

(se entrega un resumen Y ADEMÁS

debéis llevar vuestro cuaderno)

• La exposición de unapráctica (seminario)

• El informe completo sobre unapráctica (a elegir, pero 7 hojas)

EV

ALU

AC

ION

CO

NTIN

UA

(7

0%

)

• El examen (30%)

Nombre ...Grupo ...Fecha ...Preparación,Realización y Resultados:

• Las respuestas al profesor y el desarrollo de la

práctica

(15%)

(15%)

(40%)

Cuaderno, seminario, informe, examenCuaderno, seminario, informe, examen

• El informe es lo que te gustaría presentar en el laboratorio si tuvieses tiempo. Contexto del experimento, resumen, resultados, incidencias, comentarios, respuestas a las cuestiones... SÓLO DE UNA PRÁCTICA Y MÁXIMO 7 HOJASMÁXIMO 7 HOJAS. Informe y seminario son independientes. No pueden ser de la misma práctica.

• Hay enunciados de exámenes de otros años en la página web.

• En el seminario (15 minutos) se explica lo que se ha hecho(objetivo, cómo lograrlo, incidencias, resultados, comentarios...)

• El cuaderno es un registro paralelo de lo que se entrega (datos + resultados). Las medidas se entregan siempre. A veces algunos cálculos (errores) se entregan después (tb. al cuaderno)

ProfesoradoProfesorado

Distribuidos por Martes/Jueves :

José Mª Saiz José Mª SaizPedro Valle Fernando Moreno

Práctica 1Práctica 1

H H´F F´

O O´

a a´

z´z

f´f

Conocimiento de loselementos cardinalesH, H’F, F’

f , f ’

- Además, podemos conocer la situación de las caras(primera y última), y el espesor físico del sistema

- Nosotros vamos a medir f ’ y FF’ ( ¡suficiente! )

1.- Vamos a alinear el sistema2.- Vamos a ayudarnos de un haz colimado (hay que obtenerlo)3.- Vamos a medir diferencias de posiciones longitudinales

Práctica 1Práctica 1

H H´F F´ O O´

a a´

z´z

f´f

Fig.1. Las ecuaciones de correspondencia de un sistema relacionan las posiciones de objeto e imagen, conocida la distancia focal. Esa correspondencia se hace bien tomando como origen los planos principales (posiciones a, a´) bien tomando como origen los focos (posiciones z, z´), como vamos a hacer en esta práctica.

z · z’ = - f´ 2

-(1/a) + (1/a´) = (1/f´)

Orificio-fuente

Fuente

Lente Colimadora

Sistema Problema

Microscopio TT

L

Alineamiento:

Práctica 1Práctica 1

H H´F F´

O1

z1

O1´

z´1

LUZ

| z´1 |

Para medir z1 tenemos que iluminar por el otro lado...... ¡o darle la vuelta!

x1x3

Práctica 1Práctica 1

H H´F F´

O1

G

z1

O1´

z´1

H´ HO2 O2´

F´

F

G

O2

z2 z´2

O1

LUZ

LUZ

| z1 |

f´

x’1x’2

Práctica 1Práctica 1

H H´F F´

O1

G

z1

O1´

z´1

H´ HO2 O2´

F´

F

G

O2

z2 z´2

O1

LUZ

LUZ

x4

FF´

f´HH´

Práctica 2Práctica 2

2d

2d sen = k

1º) Conocemos una (dato) Medimos su y calculamos d

2º) Tenemos un desconocida Medimos su usamos la d, y calculamos

Práctica 2: Alineamiento del goniómetroPráctica 2: Alineamiento del goniómetro

Escala graduada(nonius sexagesimal)

T1

T2

T3

Colimador

Anteojo

Pletina

FuenteRendija

1º) Colocación vertical de la cruz (“retículo”) del anteojo, situado en el plano imagen intermedia

3º) Hacer afocal el anteojo desplazando el ocular con la rueda lateral. Nos ayudamos de un colimador auxiliar

2º) Colocación del ocular en su carcasa para ver enfocada la cruz

ANTEOJO:

Práctica 2: Alineamiento del goniómetroPráctica 2: Alineamiento del goniómetro

Escala graduada(nonius sexagesimal)

T1

T2

T3

Colimador

Anteojo

Pletina

FuenteRendija

1º) Colocar seguido el anteojo y el colimador (sin pletina)

3º) Mover la rueda del colimador hasta que veamos nítida la rendija

2º) Observar la imagen de la rendija fuente

COLIMADOR:

AnteojoAnteojo

4º) Variar la anchura de la rendija (muy estrecha pero que se siga viendo)

+ NIVELAR LA PLETINA:T1, T2 y T3

+ ALINEAR EL OBJETO (EN P2)

Práctica 2Práctica 2Alineamiento del goniómetroAlineamiento del goniómetro

• Medidas de ángulos por diferencias

• Escala de ángulos: Tiene un nonius sexagesimal

• Alineamiento de la red: igual por los dos lados

2d

Escala fija

0 10 20 30

Escala móvilDe 0.5° en 0.5°

Precisión de 1’

Práctica 3 , PARTE 1 Práctica 3 , PARTE 1

Se da como dato con un error de ±1´, en vez de medirlo

´

´n

Fig.1: Refracción de un haz de luz colimado (representado por un rayo) en las caras de entrada y salida de un prisma óptico. es el ángulo diedro o de refringencia y es el ángulo de desviación.

El m y el índice nestán relacionados

2

2

sen

senn

m

Práctica 3 , PARTE 1 Práctica 3 , PARTE 1

Fig.3: Formación de playas iluminada y oscura por efecto del ángulo límite existente al pasar la luz de un medio más denso (primer prisma) a uno menos denso (líquido problema). Realmente habría que dibujar una fuente extensa, pero el origen de la playa se aprecia ya con una fuente puntual.

Líquido problema

Fuente

Ojo

Ocular derecho

Plano focal intermedio

Lente colectora

3

4

2

1

5

6 7

8

9

10

11

Refractómetro de Abbe

Práctica 3b (índice del prisma)Práctica 3b (índice del prisma)

Compruebas con el valor de la parte a)

Índice para otras dos

líneas (roja y verde)

Se obtiene una fórmula de Cauchy sencilla

n() = A + B / 2

Calculas el número de AbbeV =

CF

d

nn

n

1

Práctica 4Práctica 4

Fig. 1 Esquema del sistema completo de medida. (Los puntos 1-7 se encuentran en el interior del monocromador)1.- Fuente de iluminación2.- Lentes3.- Espejo4.- Rendija de entrada5.- Red de difracción por reflexión. (ES EL ELEMENTO DISPERSOR DEL ESPECTRO, FUNDAMENTAL EN EL MONOCROMADOR)6.- Tornillo de ajuste de las longitudes de onda7.- Rendija de salida8.- Filtro de color9.- Fotodetector10.- Fuente de alimentación del fotodetector11.- Voltímetro digital12.- Ordenador de control

2

3

42

5

6

7

8

9

11

12

1

10

Práctica 4Práctica 4

Fig. 2 Esquema del sistema de detección. (Puntos 9 a 12 en el esquema de la Fig.1)* Si está conectado el sistema de adquisición de datos.

Vs

F

+

V

10 K

(*)

T

0

1

Práctica 5Práctica 5

Figura 1. Vista superior de la configuración de los elementos en el experimento interferencial del biprisma de Fresnel. S indica la fuente (rendija) y S1 y S2 indican las posiciones separadas de las rendijas virtuales (separación algo exagerada en el dibujo, típicamente en torno a 1mm). La zona sombreada indica la zona de superposición, donde se pueden observar las franjas interferenciales. La pantalla se coloca cortando un plano dentro de esa zona. Centro: Detalle de la construcción interferencial en el centro de la pantalla. Se separan los frentes de onda separados cada /2 tanto para S1 como para S2. Los puntos negros indican adición constructiva, y los blancos destructiva, lo que produce los máximos y mínimos de intensidad conocidos como franjas interferenciales (Derecha)

d

S1

S2

S

D

y

Práctica 5Práctica 5

21LLdFrecuentemente plantea un problema el cálculo de d

21

22

,,

22

,,

22

,,

DDdy

dDdy

yDdy

Ddy

Error: D

dy

Expresión para obtener :

El plano de observación es observado con un ocular

Práctica 6Práctica 6

E

E

E cosE sen

E cosE senFig.2 Paso de un haz de luz linealmente polarizado por una lámina desfasadora “/4” con el consiguiente resultado de una elipse centrada.

Fig. 3 Secuencia de elementos sobre el banco para la realización de la práctica

LámparaPolarizador Colimador del

goniómetroDiafragma

“/4” AnalizadorFotodetector Medidor

Práctica 6Práctica 6

Fig.1 Descripcion de la situación en la que no observamos luz reflejada en la cara del prisma, como efecto combinado de a) la polarización incidente dada por el polarizador P (que ha de ser paralela al plano de incidencia -plano del papel en este caso-) y b) el ángulo de incidencia (que ha de ser igual al ángulo de Brewster ).

FuenteP

Prisma

n

¡No hay luz reflejada!

Colimador

¿Cómo medimos la elipticidad de una elipse?máx

mínI

Ie

Aspecto experimental: “cero” del detector. Mando grueso y fino

Práctica 7Práctica 7

Fig.1 Esquema del montaje de captación de imágenes sobre una superficie luminosa.

2-MATERIAL • Cámara CCD + Objetivo fotográfico. • PC de control + Tarjeta digitalizadora. • Brazo de ampliadora con adaptador. • Fuente extensa. • Objeto auxiliar. • Discos opacos. • Grupo de objetos.

Práctica 7Práctica 7

El primer objetivo: familiarizarse con algunas operaciones básicas:

CAPTURAR UNA IMAGEN EXAMINAR PUNTOS CONCRETOS DE LA IMAGEN EXAMINAR EL HISTOGRAMA DE GRISES HACER OPERACIONES SOBRE UNA IMAGEN HACER OPERACIONES ENTRE IMÁGENES

El segundo objetivo es utilizar las operaciones de procesado para las siguientes funciones:

1) Comprobar la homogeneidad de una fuente extensa aparentemente uniforme.

2) Contar los objetos captados por la cámara.3) Detectar un movimiento y medir su magnitud.