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UANL - FIME Laboratorio de Física IV
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VIGENTE A PARTIR DEL: 01 de Agosto del 2016
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
PROGRAMA ANALÍTICO FIME
Nombre de la unidad de aprendizaje: Laboratorio de Física IV Frecuencia semanal: 2 hrs. Horas presenciales: 28 hrs. Horas de trabajo extra-aula: 12 hrs. Modalidad: Presencial Período académico: Semestral Unidad de aprendizaje: ( X ) obligatoria ( ) optativa Área curricular, según el nivel educativo: Licenciatura ( X ) Formación básica profesional ( ) Formación profesional ( ) Formación general Universitaria ( ) Libre elección Créditos UANL: 4 incluyendo la clase Fecha de elaboración: 30/11/2009 Fecha de la última actualización: 03/08/2016 Responsables del diseño: M.E.C. Jorge Enrique Figueroa Martínez Dra. Norma Esthela Flores Moreno M.C. Alfonso González Zambrano M.A. Homero Morales Carrillo Dr. Aldo Raudel Martínez Moreno
Presentación:
En esta unidad de aprendizaje se trabajará el estudio de fenómenos de la óptica tanto geométrica como ondulatoria. Estos fenómenos tienen gran aplicación en Ingeniería, se realizarán las prácticas con el enfoque de que el trabajo independiente de los estudiantes es fundamental para que las mismas permitan el desarrollo de habilidades de tipo general como son: el trabajo en equipo, la cooperación entre todos para resolver una tarea común, el formular hipótesis sobre un problema determinado sobre un problema determinado, el observar
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regularidades de fenómenos, elaborar informes, exponerlos obtener conclusiones, etc.. Debido a la complejidad de algunos fenómenos estudiados y por el hecho de no contar con todas las instalaciones necesarias algunas prácticas se realizarán utilizando simulaciones por computadora, lo cual le permitirá familiarizarse con esta técnica.
Esta unidad de aprendizaje se divide en dos etapas en la primera etapa se tratará la óptica geométrica y en la segunda etapa la óptica ondulatoria.
Propósito:
Esta unidad de aprendizaje tiene como finalidad que el estudiante aplique el Método Científico Experimental al estudio de fenómenos
ópticos, desarrollando habilidades de medición de las características de estos fenómenos y habilidades generales como el trabajo en equipo y el uso del lenguaje escrito y oral, además del uso de programas de computadoras para la simulación de ciertos fenómenos.
Competencias del perfil de egreso: a. Competencias de la Formación General Universitaria a las que contribuye esta unidad de aprendizaje:
Esta unidad de aprendizaje contribuye al desarrollo de las siguientes competencias generales: Competencias instrumentales:
Aplica estrategias de aprendizaje autónomo en los diferentes niveles y campos del conocimiento que le permitan la toma de decisiones oportunas y pertinentes en los ámbitos personal, académico y profesional.
Utiliza los lenguajes lógico, formal, matemático, icónico, verbal y no verbal de acuerdo a su etapa de vida, para comprender, interpretar y expresar ideas, sentimientos, teorías y corrientes de pensamiento con un enfoque ecuménico.
Maneja las tecnologías de la información y la comunicación como herramienta para el acceso a la información y su transformación en conocimiento, así como para el aprendizaje y trabajo colaborativo con técnicas de vanguardia que le permitan su participación constructiva en la sociedad.
Elabora propuestas académicas y profesionales inter, multi y transdisciplinarias de acuerdo a las mejores prácticas mundiales para fomentar y consolidar el trabajo colaborativo.
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Competencias personales y de interacción social
Practica los valores promovidos por la UANL: verdad, equidad, honestidad, libertad, solidaridad, respeto a la vida y a los demás, respeto a la naturaleza, integridad, ética profesional, justicia y responsabilidad, en su ámbito personal y profesional para contribuir a construir una sociedad sostenible.
Competencias integradoras
Resuelve conflictos personales y sociales conforme a técnicas específicas en el ámbito académico y de su profesión para la adecuada toma de decisiones.
b. Competencias específicas del perfil de egreso a las que contribuye la unidad de aprendizaje:
Analizar algunos fenómenos ópticos mediante la aplicación de las leyes de la óptica para establecer el uso de las mismas en la ingeniería.
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Representación gráfica
Competencias de la Unidad de Aprendizaje
Instrumentales
Aplica estrategias de aprendizaje autónomo en los diferentes niveles y
campos del conocimiento que le permitan la toma de decisiones
oportunas y pertinentes en los ámbitos personal, académico y profesional
Analizar algunos fenómenos ópticos en la
ingeniería
Identificar el uso de las leyes de óptica geométrica mediante la descripción de las
mismas
Utiliza los lenguajes lógico, formal, matemático, icónico, verbal y no verbal
de acuerdo a su etapa de vida, para comprender, interpretar y expresar
ideas, sentimientos, teorías y corrientes de pensamiento con un enfoque
ecuménico
Analizar la aplicación de las leyes de la óptica en la
ingeniería
Identificar el uso de las leyes de óptica geométrica para su aplicación en la
ingeniería
Maneja las tecnologías de la información y la comunicación como herramienta para el acceso a la
información y su transformación en conocimiento, así como para el aprendizaje y trabajo colaborativo con
técnicas de vanguardia que le permitan su participación constructiva en la sociedad
Analizar algunos fenómenos ópticos para establecer el uso de las
mismas en la ingeniería
Identificar el uso de la óptica mediante el uso de lentes de las mismas para su aplicación en la
ingeniería
Elabora propuestas académicas y profesionales inter, multi y transdisciplinarias de acuerdo a las
mejores prácticas mundiales para fomentar y consolidar el trabajo colaborativo
Analizar algunos fenómenos ópticos
mediante la aplicación de las leyes de la óptica
Identificar el uso de la óptica para su aplicación en la ingeniería
Personales y de Interacción
Social
Practica los valores promovidos por la UANL: verdad, equidad, honestidad, libertad, solidaridad, respeto a la vida y a los demás, respeto a la naturaleza, integridad, ética profesional, justicia y responsabilidad, en su ámbito personal y profesional para contribuir a construir una sociedad
sostenible
IntegradorasResuelve conflictos personales y sociales
conforme a técnicas específicas en el ámbito académico y de su profesión para
la adecuada toma de decisiones
Analizar la aplicación de las leyes de la óptica para establecer el uso de las mismas en la ingeniería
Identificar el uso de la óptica mediante el uso de lentes de las mismas para su aplicación en la
ingeniería
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Unidad temática 1: Óptica Geométrica. Competencias particulares: Identificar el uso de las leyes de óptica geométrica mediante la descripción de las mismas para su aplicación en la ingeniería.
Elementos de Competencia
Evidencias de aprendizaje
Criterios de desempeño Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos
Describir las
leyes de la óptica
geométrica
mediante sus
conceptos para
su aplicación en
la ingeniería
Reporte Óptica
Reporte reflexión de la luz
Reporte refracción de la luz
Reporte Óptica:
Orden y Limpieza Síntesis del tema Hipótesis Mediciones debidamente
realizadas
Elaboración de cálculos y
magnitudes
Conclusiones
Reporte reflexión de la luz:
Orden y Limpieza Síntesis del tema Hipótesis Mediciones debidamente
realizadas
Elaboración de cálculos y
magnitudes
Conclusiones
Reporte refracción de la luz:
Orden y Limpieza Síntesis del tema Hipótesis Mediciones debidamente
realizadas
Elaboración de cálculos y
magnitudes
Conclusiones
Realizará analizará un video acerca
de la óptica con lo que se realizará un reporte.
Se evaluará el cumplimiento de la
ley de reflexión de la luz, en diferentes tipos de superficies.
Se evaluará el cumplimiento de la
ley de refracción de la luz y
determinar el índice de refracción
de algunas sustancias.
Óptica Geométrica.
• La Naturaleza de la
luz
• Características
y Propiedades
de la luz.
• Mediciones de
la rapidez de la luz.
Video
Superficies
muy pulidas como
espejos,
superficies
rugosas,
semicilindro
de material de
acrílico,
diferentes
lentes
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Elementos de Competencia
Evidencias de aprendizaje
Criterios de desempeño
Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos
Reporte del
estudio de las lentes
Reporte de
Instrumentos ópticos.
Reporte del estudio de las lentes:
Orden y Limpieza Síntesis del tema Hipótesis Mediciones
debidamente
realizadas
Elaboración de cálculos
y magnitudes
Conclusiones
Reporte de
Instrumentos ópticos:
Orden y Limpieza Síntesis del tema Hipótesis Mediciones
debidamente
realizadas
Elaboración de cálculos
y magnitudes
Conclusiones
Determinar la distancia focal
de las lentes, utilizando el
método gráfico y la fórmula de las lentes
Diseñar un sistema óptico utilizando la fórmula del aumento de un sistema de lentes
Superficies muy
pulidas como
espejos,
superficies
rugosas,
semicilindro de material de
acrílico, diferentes lentes
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Unidad temática 2: Óptica Ondulatoria. Competencias particulares: Identificar el uso de la óptica mediante el uso de lentes de las mismas para su aplicación en la ingeniería.
Elementos de Competencia
Evidencias de aprendizaje
Criterios de desempeño Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos
Describir algunos
fenómenos de la
óptica ondulatoria
mediante su
aplicación en
experimentos para
determinar su uso en el entorno.
Reporte del
fenómeno de
Difracción de la
luz
Reporte de las
redes de difracción
Reporte del fenómeno de
Difracción de la luz:
Orden y Limpieza Síntesis del tema Hipótesis Mediciones debidamente
realizadas
Elaboración de cálculos y
magnitudes
Conclusiones
Reporte de las redes de difracción:
Orden y Limpieza Síntesis del tema Hipótesis Mediciones debidamente
realizadas
Elaboración de cálculos y
magnitudes
Conclusiones
Describir las características del patrón de difracción por una rendija y determinar el ancho de una rendija a partir de la medición de la posición de los mínimos de la intensidad.
Determinar las características del patrón producido al incidir luz monocromática en una red de difracción y relacionarlo con la longitud de onda de la radiación y los parámetros de la red.
Óptica Ondulatoria.
Introducción
Interferencia.
• Experimento de
Young de la doble
rendija.
• Distribución de
intensidad en el
patrón de
interferencia de
una doble rendija.
Láser de He-Ne,
diapositiva de 4
rendijas de anchos
diferentes, Pantalla, redes de
difracción,
lámparas
espectrales de
diferentes elementos
químicos, Lentes,
Multímetro,
circuito de
polarización, lentes
polarizados.
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Elementos de Competencia
Evidencias de aprendizaje
Criterios de desempeño
Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos
Reporte de
Polarización
Reporte Espectros
Atómicos
Reporte de Polarización:
Orden y Limpieza Síntesis del tema Hipótesis Mediciones debidamente
realizadas
Elaboración de cálculos y
magnitudes
Conclusiones
Reporte Espectros Atómicos:
Orden y Limpieza Síntesis del tema Hipótesis Mediciones debidamente
realizadas
Elaboración de cálculos y
magnitudes
Conclusiones
Determinar el cumplimiento de la ley de Malus en un sistema de dos polaroides Describir las características del espectro de diferentes fuentes de luz y determinar las longitudes de onda, identificando el elemento presente en la fuente
Difracción.
• Introducción a la Difracción.
• Difracción de una Rendija.
• La Rejilla Difracción.
• Poder de
Resolución.
Polarización de la luz.
• Estados de
Polarización
• Formas de
obtención de
luz polarizada.
• Ley de Malus
Aplicaciones
Láser de He-Ne, diapositiva
de 4 rendijas de anchos
diferentes, Pantalla, redes de difracción, lámparas
espectrales de diferentes elementos químicos, Lentes, Multímetro,
circuito de polarización, lentes polarizados.
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Evaluación integral de procesos y productos (ponderación /evaluación sumativa) Evidencia Ponderación Reporte Óptica 10 % Reporte reflexión de la luz 10 % Reporte refracción de la luz 10 % Reporte del estudio de las lentes 10 % Reporte de instrumentos ópticos. 10 % Reporte del fenómeno de Difracción de la luz 10 % Reporte de las redes de difracción 10 % Reporte de Polarización 10 % Reporte Espectros Atómicos 10 % Producto integrador de aprendizaje: Producto integrador 10 %
Al finalizar esta unidad de aprendizaje el estudiante entregará su portafolio para su evaluación, el cual contendrá una selección del peor y mejor trabajo realizado anexando una reflexión de por qué razón lo considera así.
Fuentes de apoyo y consulta: Libro: Física Moderna
Autor: Norma Esthela Flores Moreno Jorge Enrique Figueroa Martínez
Editorial: Prentice Hall
Libro: Física Clásica y Moderna Autor: W. Edward Gettys
Frederick J. Keller Malcolm J. Skove
Editorial: Mc. Graw Hill
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Libro: Schaum´s Outlines MODERN PHYSICS Autor: Ronald Gautreau & William Savin Ronald Gautreau & William Savin
Editorial: Mc. Graw Hill
Libro: Sears & Zemansky´s University witn Modern Physics
Autor: Hugh D. Young & Roger A. Freedman Contr. Autor: A Lewis Ford Editorial: Pearson Education, Addison Wesley
o Tema: Teoría de la Relatividad Liga: http://astroverada.com/_/Main/T_spacetime.html
Fecha última revisión: 10 de Enero del 2012
o Tema: Mecánica cuántica Liga: http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/cuantica/compton/Compton.htm
Fecha última revisión: 10 de Enero del 2012
Revista: Muy Interesante Año: 2011
# de revista: 12 Mes: Diciembre
Nombre del artículo: Los avances científicos más destacados del año. Recuento de logros Autor: Sarai J. Rangel
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Perfil del docente: Poseer grado académico superior al de licenciatura de una área afín a la ingeniería para impartir las asignaturas de física, así como ser competente en el manejo de las TIC’s y contextos pedagógicos que le permita fomentar ambientes de aprendizaje participativos para contribuir a la formación integral del estudiante. Ficha bibliográfica del profesor: M.E.C. Jorge Enrique Figueroa Martínez es egresado de las carreras de Ingeniero en Electrónica y Comunicaciones e Ingeniero en Control y Computación por la UANL, y cuenta con las maestrías de: Maestría en Administración con especialidad en Relaciones Industriales y la Maestría en Enseñanza de las Ciencias con Especialidad en Física por la UANL. Actualmente se desempeña como Jefe de Academia de Física Moderna y de la Academia de Principios y Fundamentos de la Instrumentación en la FIME, contando con el reconocimiento de Perfil deseable por el PROMEP, es autor de varios artículos y del libro de Física Moderna publicado por la Editorial Prentice Hall, además de impartir cursos de licenciatura.
Dra. Norma Esthela Flores Moreno es egresada de la carrera de Ingeniero en Administración de Sistemas por laa UANL, y cuenta con las maestrías de: Maestría en Administración con especialidad en Relaciones Industriales y la Maestría en Enseñanza de las Ciencias con Especialidad en Física por la UANL, y un Doctorado en Ciencias Pedagógicas por el Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría, en La Habana, Cuba. Actualmente se desempeña como Coordinadora de Educación a Distancia en Educación Continua en la FIME, contando con el reconocimiento de Perfil deseable por el PROMEP, es autora de varios artículos y del libro de Física Moderna publicado por la Editorial Prentice Hall, además de impartir cursos de licenciatura.
M.C. Alfonso González Zambrano es egresado de la carrera de Ingeniero Mecánico Electricista, obtuvo la Maestría en Mecánica con especialidad en Diseño Mecánico ambos por la UANL. Actualmente se desempeña como Jefe de Compras de la FIME tiene Perfil deseable por el PROMEP, es autor de varios artículos publicados y además imparte cursos de Licenciatura M.C. Homero Morales Carrillo, Ingeniero en Mecatrónica egresado dela Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la Universidad Autónoma de Nuevo León, Maestría en Administración con especialidad en Industrial y de Negocios, Profesor de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica desde 2014.
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Dr. Aldo Raudel Martínez Moreno, Ingeniero en Electrónica y Comunicaciones de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la Universidad Autónoma de Nuevo León, Maestría en Administración con especialidad en Relaciones Industriales y Recursos Humanos, Doctorado en Pedagogía en la Universidad José Martí, Maestro de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica desde el 2005 a la fecha M.E.C. JORGE ENRIQUE FIGUEROA MARTÍNEZ M.C. AMELIA GONZÁLEZ CANTÚ
JEFATURA DE ACADEMIA JEFATURA DE DEPARTAMENTO DRA. NORMA ESTHELA FLORES MORENO DR. ARNULFO TREVIÑO CUBERO COORDINACIÓN GENERAL ACADÉMICA SUBDIRECCIÓN ACADÉMICA
DE CIENCIAS BÁSICAS