TÉCNICAS EXPERIMENTALES IV J.M. Saiz 2010. No hay Curso WebCT de TE-IV pero sí hay una página web www.optica.unican.es - Clic en “Docencia” - Clic en.

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1 TÉCNICAS EXPERIMENTALES IV J.M. Saiz 2010

2 No hay Curso WebCT de TE-IV pero sí hay una página web www.optica.unican.es - Clic en “Docencia” - Clic en “Técnicas Experimentales IV” [ Colgaré también ESTA presentación ]

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5 Distribución aproximada de los módulos 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

6 123456789101112131415 16F 18F 23F 25F 2M 4M 9M 11M 16M 18M 23M 25M 30M 1A 13A 15A 20A 22A 27A 29A 4M 6M 11M 13M 19M 21M 18M 20M 25M 27M Martes (11:45 a 14:45) P1 P2 P3a P3b P4 P5 P6 P7 Teoría G1 G2 G3 G4 - G1 G3 G2 G4 - G1 G3 G2 G4 - G1 - G3 G2 G4 CR - G2 G1 - G3 - G4 G2 - G1 - G3 - G4 - G1 G2 C G3 G4 - G1 RRR Jueves (11:45 a 14:45) P1 P2 P3a P3b P4 P5 P6 P7 Teoría G5 G6 G7 G8 - G5 G7 G6 G8 - G5 G7 G6 G8 - G5 - G7 G6 G8 C Festivo CAMPUSCAMPUS G8 - G6 G5 - G7 - G8 G6 - G5 - G7 C - G8 - G5 G6 G7 G8 - G5 RR Calendario 2010 Martes:G1 a G4 Jueves:G5 a G8 ( Límite Informe )

7 Horario en “módulos”: Sesiones de 3h Martes Mañana (11:45 / 14:45) Grupos 1 – 4 Jueves Mañana (11:45 / 14:45) Grupos 5 – 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

8 Hay 7 Prácticas (una de ellas “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 mínimo Se os califica también por estas respuestas

9 Sesiones de Seminarios Haremos un seguimiento y evaluación (seminarios) (11:45 / 13:45) Seminario óptica ó [Aula por determinar]

10 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 Seminarios

11 ¿Qué se evalúa ? ( ¡Individualmente! ) La realización de la práctica. (se entrega un resumen Y ADEMÁS debéis llevar vuestro cuaderno) La exposición de una práctica (seminario) El informe completo sobre una práctica (a elegir, pero  7 hojas) EVALUACION CONTINUA (70%) El examen (30%) Nombre... Grupo... Fecha... Preparación, Realización y Resultados: Las respuestas al profesor y el desarrollo de la práctica (15%) (40%)

12 Cuaderno, seminario, informe, examen MÁXIMO 7 HOJAS 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 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)

13 Profesorado Distribuidos por Martes/Jueves :José Mª Saiz Pedro ValleFernando Moreno

14 Práctica 1 HH´ F F´   OO´ aa´  z´ z f´ f Conocimiento de los elementos cardinales H, 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 sistema 2.- Vamos a ayudarnos de un haz colimado (hay que obtenerlo) 3.- Vamos a medir diferencias de posiciones longitudinales

15 Práctica 1 HH´ F F´   OO´ aa´  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 T T L Alineamiento:

16 Práctica 1 HH´ F F´   O1O1 z1z1 O1´O1´  z´ 1 LUZ | z´ 1 | Para medir z 1 tenemos que iluminar por el otro lado...... ¡o darle la vuelta! x1x1 x3x3

17 Práctica 1 HH´ F F´   O1O1 G z1z1 O1´O1´  z´ 1 H´H O2O2 O2´O2´  F´  F  G O2O2  z2z2 z´ 2 O1O1  LUZ | z 1 | f´ x’ 1 x’ 2

18 Práctica 1 HH´ F F´   O1O1 G z1z1 O1´O1´  z´ 1 H´H O2O2 O2´O2´  F´  F  G O2O2  z2z2 z´ 2 O1O1  LUZ x4x4 FF´ f´ HH´

19 Práctica 2 2d2d  2d sen  = k 1º) Conocemos una  (dato)   Medimos su  y calculamos d 2º) Tenemos un  desconocida  Medimos su  usamos la d, y calculamos

20 Práctica 2: Alineamiento del goniómetro Escala graduada (nonius sexagesimal) T1T1 T2T2 T3T3 Colimador Anteojo Pletina Fuente Rendija 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:

21 Práctica 2: Alineamiento del goniómetro Escala graduada (nonius sexagesimal) T1T1 T2T2 T3T3 Colimador Anteojo Pletina Fuente Rendija 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: Anteojo 4º) Variar la anchura de la rendija (muy estrecha pero que se siga viendo) + NIVELAR LA PLETINA: T 1, T 2 y T 3 + ALINEAR EL OBJETO (EN P2)

22 Práctica 2 Alineamiento del goniómetro Medidas de ángulos por diferencias Escala de ángulos: Tiene un nonius sexagesimal Alineamiento de la red:  igual por los dos lados 2d2d  Escala fija 0 10 20 30 Escala móvil De 0.5° en 0.5° Precisión de 1’

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24 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 n están relacionados

25 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

26 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 Abbe V =

27 Práctica 4 Fig. 1 Esquema del sistema completo de medida. (Los puntos 1-7 se encuentran en el interior del monocromador) 1.- Fuente de iluminación 2.- Lentes 3.- Espejo 4.- Rendija de entrada 5.- Red de difracción por reflexión. (ES EL ELEMENTO DISPERSOR DEL ESPECTRO, FUNDAMENTAL EN EL MONOCROMADOR) 6.- Tornillo de ajuste de las longitudes de onda 7.- Rendija de salida 8.- Filtro de color 9.- Fotodetector 10.- Fuente de alimentación del fotodetector 11.- Voltímetro digital 12.- Ordenador de control 2 3 4 2 5 6 7 8 9 11 12 1 10

28 Práctica 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. VsVs F + V 10 K  (*) T 0 1

29 Práctica 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 S 1 y S 2 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 S 1 como para S 2. 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 S1S1 S2S2 S D   y

30 Práctica 5 Frecuentemente plantea un problema el cálculo de d Error: Expresión para obtener : El plano de observación  es observado con un ocular 

31 Práctica 6  E E E cos  E sen  E cos  E sen  Fig.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 Lámpara Polarizador Colimador del goniómetro Diafragma “ /4” Analizador Fotodetector Medidor

32 Práctica 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   ). Fuente P Prisma n ¡No hay luz reflejada!  Colimador ¿Cómo medimos la elipticidad de una elipse? Aspecto experimental: “cero” del detector. Mando grueso y fino

33 Práctica 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.

34 Práctica 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.

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