TÉCNICAS EXPERIMENTALES IVTÉCNICAS EXPERIMENTALES IV

J.M. Saiz2008

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

www.optica.unican.es

- Ahí se puede pinchar en “Docencia”- Luego pinchas en “Técnicas Experimentales IV”

[ Colgaré también ESTA presentación ]

Distribución aproximada de los módulosDistribución aproximada de los módulos

TEORIA: 2 módulos la primera semana

T, T

RESTO: 2 módulos (repeticiones, trabajo personal)para repeticiones, fechas imposibles y trabajo personal

RepCont

CONTROL: 3 módulos

Cont Cont

Prác

Prác

Prác

PRÁCTICAS: 8 módulos cada grupo

Prác

Prác

PrácPrác

Prác

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

19F 21F

26F 28F

4M 6M

11M 13M

18M20M

1A 3A

8A 10A

15A 17A

22A24A

29ª 1M

6M 8M

13M 15M

20M22M

27M 29M

3J5J

Martes

(11:45 a 14:45)

P1P2

P3aP3bP4P5P6P7

Teoría

G1G2G3

G4

rG1

G3G2G4

G3r

G4

rr

G1G2

R C

G2G3

G4rrr

G1

G4r

G2

G1r

G3r

C R

rG4

G2r

G1r

G3

C

rr

G1

G3G2G4

rr

G1r

G3G2G4

R

Jueves

(11:45 a 14:45)

P1P2

P3aP3bP4P5P6P7

Teoría

G5G6G7

G8

rG5

G7G6G8

G7r

G8

rr

G5G6

Festivo

C

G6G7

G8rrr

G5

G8r

G6

G5r

G7r

C

Festivo

rG8

G6r

G5r

G7

C

rr

G5

G7G6G8

rr

G5r

G7G6G8

R

Calendario de 2 módulos ( >=13 alumnos)Calendario de 2 módulos ( >=13 alumnos)

Martes: G1 a G4

Jueves: G5 a G8

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

19F 21F

26F 28F

4M 6M

11M 13M

18M20M

1A 3A

8A 10A

15A 17A

22A24A

29ª 1M

6M 8M

13M 15M

20M22M

27M 29M

3J5J

Martes

(11:45 a 14:45)

P1P2

P3aP3bP4P5P6P7

Teoría

G1G2G3

G4G5G6

rG1

G3G2G4G5G6

G6G5G1

G3G2G4

R C

G5G6

G1

G3G2G4

G4r

G5

G1G6G3G2

C R

G2G4

G5G6G1r

G3

C

G3r

G2

rr

G1G5

rG3

G2G5rr

G1

R

Jueves

(11:45 a 14:45)

P1P2

P3aP3bP4P5P6P7

Teoría

G4G4

R

Festivo

R

rr

G6

rrrr

rr

G6rrrr

R

Festivo

R R R R R

Calendario de 1 módulo ( =<12 alumnos)Calendario de 1 módulo ( =<12 alumnos)

Martes: G1 a G5

Jueves (sólo P3): G4 a G6

Horario en “módulos”Horario en “módulos”

Martes Mañana

(11:45 / 14:45)Grupos1 – 4

Jueves Mañana

(11:45 / 14:45)Grupos5 – 8

• ESQUEMA: Aproximadamente 15 módulos (13 sin repetir nada)

• Cada alumno : 3h, una vez por semana (Si sólo hubiese trabajo de laboratorio)

• Ubicaciones para los módulosde laboratorio:

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

• Módulos de repetición: Hablar con el profesor

• Ubicación de los módulos de control:

Horario en “módulos”Horario en “módulos”

• Haremos un seguimiento y evaluación (seminarios)

(11:45 / 13:45)

Seminario óptica

ó (12:45 / 14:45)

Aula 3

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

• Cada alumno hace 8 sesiones.

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

- Solo o en grupo- Se valorará, por supuesto- Avisando con tiempo para concretar día.

• Se debe traer la práctica preparada (os van a preguntar)guión “leído con detenimiento”, como mínimo

3 módulos de “Control”3 módulos de “Control”• 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 2 seminarios por sesión • Se evalúa al alumno.• Asistencia necesaria para la evaluación continua• Se puede hacer (voluntariamente) más de un seminario

ORDEN DE LOS 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 ...Preguntas,Realización y Resultados:

• Las preguntas AL LLEGAR... y otras en el desarrollo

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...)[ Hay que indicar el material que se necesita. Tizas, Proyector, cañón]

• 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 SaizPedro VallePablo AlbellaIrene González

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.