Revisen su calificaciones y entreguen sus última tarea

Atención alumnos: Deben revisar sus calificaciones parciales en la hoja de cálculo online que les hemos creado. Pues después del 5 de enero, ya se asentaran calificaciones, no se aceptaran reclamos.

Al revisar la hoja verán que el proyecto 5 esta evaluada para muchos con un CERO. Esa nota debería ser provisional, para cambiarla deben enviar sus pruebas de la medición de la velocidad de la luz con el microondas, la fecha limite para enviarlas es el 30 de diciembre, después de esa fecha es invalido todo envio al respecto.

Entonces, ya cuentan con una calificación tentativa del curso, si envían sus pruebas seguramente subirán de calificación, pues la actividad es sencilla; de otro modo se quedaran con su calificación como actualmente aparece.

¡YA QUEDAN POCOS DÍAS, DEBEN ENVIAR SUS PRUEBAS RÁPIDO!

Resultados espesor de cabello de los alumnos de la facultad de ciencias.

A los alumnos que participaron en el proyecto de espesor de cabello estos son los resultados:

           Cabello                  Promedio(μm)          Error (%)

Facultad de Ciencias                   174.63                         23
Hombres                                     186.64                         21
Mujeres                                       159.63                         23
Castaño                                      155.95                         25
Rubio                                          164.16                         21
Negro                                          202.33                         15

 μm=milésimo de milímetro.


Gracias por participar.

Por favor suban los videos de la ultima clase.

Colaboren con el blog: Nos gustaría que compartieran sus vídeos de la última sesión del experimento Schlieren para que tengamos más información complementaria de este fenómeno. ¿Quien se anima?

Formato de entrega proyecto 3

Para los colegas que tiene aun dudas sobre como hay que entregar los datos del proyecto de cabellos.

   El proyecto es un análisis estadístico básico pero completo, que debe incluir además de la media y la desviación estándar, la moda, el tipo de distribución que corresponde y porqué dicha distribución, deben sacarle toda la información posible,( por ejemplo dos  problemas a resolver son, si el grosor depende del color del cabello y que tan significativos son lo errores de método en la incertidumbre). Además de su respectiva discusión de los datos acuerdo con la rubrica y no deben olvidar incluir las conclusiones respectivas. Si llega a retirar datos atípicos de la distribución se debe justificar las razones.  Recuerden que fue un trabajo de más de un mes y se calificara como tal para que no se confíen.

Experiencias y Demostraciones realizadas hasta ahora.

Esta es una lista que estaré actualizando a lo largo del curso, sirve de control pero también de recordatorio de que nos falta realizar. La meta es alcanzar 50 demostraciones, algunas están incluidas en su trabajo de investigación que deben reportar en el laboratorio.

Óptica Geométrica

1. Anamorfismos
2. Profundidad aparente, lo hicimos mediante el microscopio viajero.
3. Prueba de Pfund
4. Desviación de un haz láser en una placa de caras paralelas.
5. Pecera con gradiente de indice de refracción 
6. Chorrito de agua como guía de onda
1. Otros  experimentos de fibras ópticas
7. Dispersión de un prisma, obtención del espectro de una fuente de luz blanca, de fuentes de elementos y láser.
8. Formación de imagenes Schlieren, shadow-grafia
9. Construcción de un telescopio con lentes
10. Construcción de un microscopio 

Óptica Física

1. Radiometro
2. Obtención del ángulo de Brewster y medir el indice de refracción
3. Espejo de placas paralelas
4. Medición del índice de refracción por medio de haces polarizados P y S en una muestra a 45 grados.  
5. Polarización de microondas y rejilla metálica
1. Medir la longitud de onda de las microondas
2. Construir un prisma de parafina
3. Bajar la temperatura de la rejilla (se necesita nitrógeno líquido)
6. Polarización lineal por esparcimiento (scattering) 
1. Polarización del cielo
7. Simular un ocaso de sol y cielo azul
8. Ley de Malus (relación Polarizador/Analizador), el polarizador como filtro pasivo (usando un láser, y luego una lampara convencional)
9. Polarizadores lineales como operadores/trasformadores de señal óptica (Polarizador/Operador/Analizador)
10. Birrifrigencia de una calcita
11. fotografías de fotoelasticidad de plástico corriente
12. Actividad óptica de materiales orgánicos
13. Difracción óptica de una rendija y un cabello
14. Difracción 2D de arreglos varios: cuadrados, hexagonos, etc.
15. Obtención de un punto de Poisson
16. Interferometro de Michelson: anillos y franjas de interferencia. 
17. Franjas de interferencia con luz blanca
18. Interferometro de Fabry-Perot
19. Patrones de Moire
20. Fluorescencia de aceites.

¿Qué me otra demostración me falta mencionar?

Tal vez les podamos ganar en el número de demostraciones a los chicos de Harvard. ;)

Proyecto: ¿Cuánta azúcar tiene un refresco transparente?

Consulten el informe de algunos de su compañeros para que puedan realizar este proyecto, al que solo le vamos a dar dos semanas para ejecutar.

Para su proyecto vamos a usar unas peceras de acrílico que tiene el laboratorio, el laboratorio ya cuenta con diferentes medidores de intensidad deben preguntar por ellos con Americo, el laboratorista.

Es importante que Uds. traigan azúcar para comenzar su estudio.

Es importante que lleguen temprano para pedir material y trabajen a tiempo.

Algunas preguntas importantes para su trabajo son:

1. ¿Las burbujas del refresco afectan el experimento?
2. ¿Cuál es el punto de saturación del dulce en el agua?, Es decir encontrar la cantidad máxima de azúcar que puede ser contenida en el agua.
3. ¿Se puede aumentar tal cantidad añadiendo otra sustancia?

Recuerden: ya deben haber leido el documento antes de iniciar el trabajo.

Convocatoria Veranos Científicos en Laboratorios Extranjeros 2015

Hace años tuve la oportunidad de participar en un verano cientifico en un laboratorio extranjero. Fue una gran experiencia, y Uds. la pueden vivir.

Ya salio la convocatoria 2015 y si se preparan pueden ser parte de tal aventura y honor.

Resultados del espesor del cabello.

Para los compañeros que donaron cabello y están interesados en los resultados del espesor, les avisamos que vamos a tardar un poco en publicar , para que no se desesperen.

Información para el proyecto de difracción y cabello.

La imagen del pizarrón es tiene información de cómo completaran la base de datos de los cabellos.

Justo abajo de esa información aparecen los campos para que llenen la base de datos.

En cuanto tenga la primera prueba de la base datos, les doy el vinculo.

Esta otra imagen es la estadística que realizaron en una feria de ciencias. De acuerdo con los creadores, midieron 298 cabellos, y el promedio es de 83 micras.

Nosotros podemos romper este record y hacer más y mejor minería de datos.

Porta muestras de pelos listos

Me acaba de escribir Pedro, me dice que ya tiene  los 300 porta muestras para medir los cabellos.

Así que cada equipo deberá llevar el martes un estuche para sus portamuestras y evitar su maltrato.

Además que el precio total fue de 360 pesos, por lo que a cada equipo le toca un aporte de 90 pesos.

Recuerden que si tiene alguna duda o comentario, para eso es este espacio.

Difracción-resorte

El objetivo de esta sesión fue encontrar y analizar el patrón de difracción generado por un resorte al ser atravesado por luz laser. En el arreglo experimental se utilizó un laser, un resorte colocado sobre un porta muestras y una pantalla de papel albanene. Se alineó todo para que el laser atravesara el resorte sujetado verticalmente y después la luz se proyectara sobre la pantalla translucida de albanene. Todo esto, con el objetivo de poder fotografiar el patrón de difracción proyectado con una cámara colocada del lado contrario al que le llegaba la luz al papel.

También se iban a necesitar 3 lentes; 2 de ellas para poder cambiar el grosor del rayo de luz laser de modo que éste atravesara varias vueltas del resorte y la tercera en caso de que el patrón de difracción se formara a una distancia demasiado grande, para así poder acercarlo a una distancia adecuada para el laboratorio. Sin embargo sólo se dispuso de una lente que se colocó a la salida del laser con la idea de que éste se hiciera más grueso cuando llegara al resorte.

El primer resorte con el que se probó resultó ser demasiado grande y se obtuvo un patrón de difracción poco nítido y contaminado por la proyección de la sombra del resorte que era muy grande. Después se probó con un resorte más pequeño que además se comprimió un poco para que las vueltas del helicoide fueran algo más cerradas, y éste dio un patrón mucho más claro pero seguía teniendo el problema de que la sombra del resorte que se veía en la pantalla era muy grande y además había la consciencia de que una sola lente como se tenía, generaba un haz de rayos que no son paralelos y por tanto alejaba el experimento de las hipótesis sobre las que se dedujo la teoría de los patrones de difracción de Fraunhofer.

Así que al no tener la segunda lente para volver de nuevo el haz paralelo, se probó quitar la lente, y aún cuando el laser no atravesó mucho más de un ciclo del resorte, se obtuvieron las mejores imágenes; éstas mostraban un patrón de difracción muy claro y nítido, y la sombra del resorte que contaminaba la imagen se hizo pequeña. De este modo se obtuvo el patrón esperado, que tenía una forma de X, donde cada línea de esta X correspondía al patrón de difracción de un alambre por sí solo. Las medidas del resorte con las que se obtuvieron las mejores imágenes son las siguientes:

Grosor del alambre: 0,25mm±0,025mm

Diámetro del resorte: 3,45mm±0,025mm

Distancia entre espiras subsecuentes: 2,10mm±0,005mm

Difracción de luz infrarroja

En esta sesión se utilizó una fuente de luz infrarroja para obtener y analizar el patrón de difracción que se genera al hacer incidir dicha luz sobre una rendija sencilla. El arreglo experimental consistió en fijar un control remoto, como fuente de luz infrarroja, sobre una base fija a una cierta altura y suficientemente cerca de una rendija, de 0.1mm de apertura, que se encontraba empotrada en un porta muestras a la altura del control remoto; de tal modo que la distancia entre un pedazo de papel albanene, utilizado como pantalla, y la rendija, permitiera a la cámara captar, con suficiente claridad, la luz proveniente del control remoto al apretar un botón; es importante mencionar que la cámara se encontraba fija, mediante soportes universales y pinzas, a la altura de la fuente de luz.

Durante el desarrollo de este experimento se presentaron varias dificultades, la que más obstaculizó el proceso fue la poca potencia del control remoto, ya que cuando la distancia entre la pantalla y la rendija superaba los 20cm, la cámara no captaba nada. También se observó que con la pantalla, la intensidad de la luz era demasiado baja, casi imperceptible, inclusive a distancias tan cortas como 10cm. Dicho problema se resolvió quitando la pantalla; sin embargo, no se logró captar con suficiente nitidez un patrón de difracción medible. El resultado que obtuvimos fue un punto brillante en el centro y un ligero desplazamiento de dicho punto, como lo muestra la imagen.

Para obtener los perfiles del patron de difracción del resorte

Sí bien pueden usar imageJ para hacer esta tarea, pero en lugar de seleccionar el rectángulo deben dar clic en el icono de línea. Les dejo un video tutorial de cómo hacer esta acción en Matlab.

Recuerden, desahoguen sus preguntas para que esta actividad sea exitosa. Voy a pedir sus mejores imágenes y sus cálculos para evaluarles.

Actividad para el jueves

En el siguiente link dan una explicación (en ingles) de como se puede medir el la longitud de onda de un led infrarrojo usando difracción. Lean el documento antes de iniciar la clase.

por otro lado, deben leer esta semana el documento de patrones de difracción y ADN.

Por otro lado vamos a medir que tan peligroso es un apuntador verde. Lean el sig. documento para que lo trabajemos la sig. semana.

Resumen práctica de difracción :

                                                                                                                 5 X 2014

La difracción es un fenómeno que ocurre cuando las ondas encuentran un obstáculo que hace se desvíen de su trayectoria. En el caso de la rendija sencilla, las ondas interactúan con los bordes de ésta, lo que ocasiona una interferencia que proyecta en la pantalla un patrón de interferencia. Para que ocurra esta interacción es necesaria que la apertura de la rendija sea bastante pequeña, del orden de la longitud de onda del haz incidente.
Con una rendija se observó un patrón de interferencia bien definido, donde la distribución de luz no era continua, como se observa en la imagen:

El patrón se origina por la interferencia de las ondas, es decir en ciertas zonas de la pantalla se aniquilan las ondas (zonas oscuras) y en ciertas se construyen (zonas brillantes).

Luego se colocó una rendija con una apertura cuadrada. Lo que se observó fue un patrón de interferencia en los ejes x y z. Donde se puede apreciar la interacción del haz con cada uno de los lados del cuadrado. Para la apertura hexagonal se puede observar patrones de difracción en tres “ejes”. Esto se debe a lo mismo, que el haz interacciona con los 6 lados del hexágono.

El resto de la clase se uso el programa ImageJ para procesar las imágenes capturas de los patrones de interferencia y así poder ver la distribución de energía después de la difracción. Aquí se ponen algunas de las gráficas obtenidas con la imagen que se procesó:

Actividad para el martes

Ya pueden consultar el documento sobre difracción. Todas estas actividades las realizaremos antes de emprender nuestro proyecto mensual.

Prueba de la navaja de Foucault:

En esta sesión se estudió el fenómeno de Schlieren, utilizando una navaja de Focault, una lámpara colimada, un diafragma, una lente positiva, un doblete, y un espejo esférico. Este fenómeno se refiere a la formación de imágenes con lentes, y tuvo un resultado satisfactorio.

Primero se usó la lente positiva con la configuración como se aprecia en la imagen (colocando la pantalla al final y la lámpara al principio del arreglo). Se coloca la navaja en posición horizontal a una distancia anterior al foco de la lente positiva, moviéndolo gradualmente hacia, y pasando el foco. En distancias anteriores al foco, se deja de observar la parte superior de la imagen. En el foco, no se observa imagen, sino un efecto muy apreciable de aberración cromática. Pasando el foco, se deja de observar la parte inferior de la imagen. En puntos cercanos y anteriores al foco se dispersa hacia el color azul, y en puntos cercanos posteriores al foco se dispersa hacia el rojo.

Después se usó el doblete, y en este también se observa el mismo efecto al acercar la navaja. Cuando la navaja está antes del foco entonces la imagen la imagen en la pantalla estaba arriba, al pasar por el foco se tapaba toda la imagen y si se seguía hasta estar después del foco entonces se tapaba abajo. Lo único realmente diferente es que con esta lente no se veía la aberración

Finalmente, se usó un espejo esférico. Con este fue mucho más complicado pues no podría ser una configuración lineal y era difícil tapar la imagen sin tapar la lámpara. En este caso, el espejo no tiene un índice de refracción definido, por lo que no se ve aberración cromática. Sin embargo, se tiene otro tipo de aberración; cuando ponemos la navaja en un plano horizontal, observamos que el foco no coincide con el foco del caso vertical. Esta aberración es astigmatismo, producida por reflexión esférica.

Ajustes para el proyecto 2:

Que tal colegas, los ajustes en la rúbrica para el proyecto 2 son:

• La extensión, al menos 3 máximo 5  hojas.
• El número de referencias, deben ser al menos 5.

Actividad para el jueves

Ya pueden consultar el documento para nuestra actividad del jueves.

Actividad para el martes

Ya pueden ver el documento para nuestra actividad del martes.

Se trata de que practiquen usando lentes, construyan un par de aparatos ópticos y que vivifiquen la validez del la ecuación de las lentes delgadas.

Todo esto nos dará practica para el instrumento óptico que construiremos en clase.

Entrega Proyecto 2:

Que tal Colegas excelente inicio de semana, nada para saludarlos y formalizar la fecha de entrega del proyecto 2, es el 30 de septiembre antes de la 18:00hrs. Si tienen dudas sobre el contenido del trabajo díganlas en el transcurso de estos días haremos todo lo posible por contestarlas :)

Actividad para el jueves: Caracterización de placas retardadoras

En este documento pueden consultar las actividades que realizaremos sobre polarización elíptica y placas retardadoras (Marcado en el texto como experimento 4) Ya han realizado una parte, falta concluir.

3era. Sesion: Medición del índice de refracción por medio de una placa plano paralela

El montaje experimental realizado en la sesión consta de varias partes:

1) El láser del laboratorio como fuente de luz coherente. 2) Una base graduada en grados para medir los ángulos de inclinación de las muestras a medir. 3) dos diafragmas para alinear el haz láser 4) Una lámina de madera para medir la desviación de la luz una vez colocada una muestra de material translúcido.

Al obtener las medidas del grosor de la muestra a medir, una serie de medidas de las distancias entre las posiciones del láser con respecto a la medida del ángulo girado y una variación de la distancia de la muestra hacia la lámina de madera es posible obtener datos experimentales para buscar el índice de refracción n de acuerdo a la siguiente fórmula:

,

donde el ángulo de incidencia θi es obtenido mediante una medición directa utilizando la base giratoria graduada del sistema.

Entrega del primer proyecto 4 septiembre a las 18:00hrs.

Recuerden que el proyecto debe contestar la pregunta ¿Cuál es el mejor método para medir el índice de refracción en sólidos? justificada en el trabajo de los cinco métodos hecho en las ultimas semanas y vale el 50% de la calificación de este mes. Por favor enviar al correo sgcarmona@ciencias.unam.mx

Ley de Malus con 2 y 3 polarizadores

En este documento pueden consultar las actividades que realizaremos sobre polarización lineal. Ya han realizado una parte, falta concluir.

Por otro lado, en esta hoja de Drive deben vaciar sus datos normalizados sobre "ecuaciones de Fresnel". Se requiere que les de autorización para editar el documento, entren por el enlace y les doy los permisos de edición.

Si tienen preguntas, tanto ayudante cómo profesor estamos para responderlas.

Platilla para los reportes

Pueden usar este documento en word para hacer su reporte. Y el articulo y fórmula que usaran la sig. sesión esta en esta entrada anterior.

¿Falta algo que necesiten?

Rubrica para evaluar el proyecto 1

Ya puedes consultar la rubrica.

Apoyo al proyecto uno y siguientes actividades

Por puntos quiero comentar algunas ayudas y aclaraciones

1) Puedes consultar esta base de datos con los indices de refracción de muchas materiales. Si tienen dudas sobre cómo usar el sitio, pueden preguntar en clase o dejar un comentario en el blog. Esta base es confiable y les puede servir para comparar sus mediciones de índice de refracción.

Pero también pueden consultar el siguiente documento: 1. S.N. Kasarova et al. Analysis of the dispersion of optical plastic materials, Optical Materials 29, 1481-1490 (2007).

O este otro ;)

2) La siguiente semana nos avocaremos a experimentar con las ecuaciones de Fresnel. En este post están varias actividades que tenemos que realizar. Muy en particular medir n por medio de ángulo de Brewster y al angulo de 45 grados.

3) A varios el comportamiento del haz desviado en la experiencia de hoy les causo muchas dudas. Tal vez la gráfica en esta entrada les pueda ser útil.

¿Me falto comentar algo?

segunda sesión, método de Pfund

Por Juan Sánchez Nieto.

La segunda sesión continuó con el objetivo de medir el índice de refracción del vidrio y acrílico. En esta ocasión, se utilizó el método de Pfund, el cual fue aplicado de la siguiente manera:

Así se ve el experimento

Se seleccionó una placa de alguno de los materiales anteriores y se midió su anchura. A continuación, se remojó un pedazo de papel y se colocó en una de las caras de la placa, haciendo que la superficie quedara rugosa y el material translucido. Se posicionó un láser de manera que el haz incidiera perpendicularmente a la placa por la superficie rugosa, logrando así que la luz fuera esparcida en todas las direcciones. Los rayos que incidieron a un ángulo mayor que el crítico fueron reflejados totalmente (no salieron del material en esta dirección) y pudo observarse una círculo oscuro en la misma cara por la que entraba la luz. Después, se midió el diámetro del círculo y se calculó el índice de refracción del material utilizando la fórmula dada por el método de Pfund. La cual relaciona el índice de refracción del material con estas dos cantidades (anchura de la placa y diámetro de la circunferencia formada).

Con el objetivo de tener una cantidad de datos aceptable para tomar promedios de las medidas, el procedimiento anterior se repitió tres veces por cada integrante del equipo, para ambos materiales.

ejemplos sobre retirar datos atípicos en distribuciones

Sobre lo que platicamos en el laboratorio sobre retirar ciertos datos de un conjunto de medidas y la conservación del promedio;
prepare esta rutina en Matlab. Espero que la puedan ejecutar para completar lo que hemos comentado. La figura que ilustra esta entrada es uno de los resultados: con la distribución no-simétrica. Información más avanzada la pueden encontrar en mi blog sobre programación en Matlab.



%% Rutina para eliminar datos atípicos usando de criterio la desviación
%% estándar

clc, clear, close all % comandos para limpiar memoria y pantalla

%% Diferentes distribuciones,  retirando el símbolo '%' se activan
% x = 1 + 2.*randn(1,1000); % promedio de 1 y desviación estándar de 2
% x = [ones(1,10), 1:10, -10:0]; % otra distribución simétrica
x = [5*ones(1,10), 1:10, -10:0]; % una distribución no-simetrica

error = std(x)/mean(x); % cálculo del error relativo de la distribución original

x_nuevo = x(x > mean(x) - std(x) & x < mean(x) + std(x)); % eliminando datos
error_nuevo = std(x_nuevo)/mean(x_nuevo); % recalculando el error relativo
distancia= abs(mean(x_nuevo)-mean(x)); % distancia entre los promedios

%% Graficación
hold on
histfit(x) % distribución original
h = get(gca,'Children');
set(h(2),'FaceColor',[.8 .8 1])
histfit(x_nuevo) % distribución nueva
hold off

disp('error ='); disp(error)
disp('error nuevo ='); disp(error_nuevo)
disp('distancia ='); disp(distancia)

% fin de la rutina

Actividad en el laboratorio , Sesión 1

Por González García Gerardo

La primera sesión de laboratorio de óptica se dedicó a calcular el índice de refracción de dos materiales: vidrio y acrílico.

Los estudiantes trabajando

Primero se realizó el montaje del dispositivo; se colocó un microscopio viajero en posición vertical, con el fin de poder observar un objeto colocado debajo del microscopio. Después se dibujó una marca pequeña en un trozo de papel, cuidando que la hoja no sufriera deformaciones y se mantuviera con una forma plana. Luego, se colocó una lámpara en el ocular del microscopio para que la luz indicara la posición a la cual apuntaba y de esta manera se pudiera acomodar la marca de una manera sencilla. Después, se enfocó la marca deslizando el tubo del ocular a través de su recorrido vertical (tratando de deslizar lentamente el tubo), al enfocar la marca, se tomó la primera medición mediante el nonio del microscopio.

Posteriormente se colocó un disco de acrílico encima del papel con la marca, nuevamente se enfocó la marca vista a través del material y se volvió a tomar la posición marcada en el nonio.

Por último se colocó un segundo papel con una marca (idéntico al primero) encima del disco de acrílico, de igual manera se trató de enfocar la marca de este nuevo papel y se marcó la posición.

Este proceso se repitió diez veces para este material y se realizó lo mismo con el vidrio. Para calcular el índice de refracción, se utilizó el cociente entre dos diferencias; en el numerador se tomó el valor absoluto de la primera medición menos la tercera y en el denominador se tomó el valor absoluto de la segunda medición menos la tercera. Por último se realizó un promedio entre los índices de refracción.

Bienvenidos estudiantes de laboratorio de óptica 2014

Manos a la obra para nuestro trabajo dentro del laboratorio, ya pueden consultar el documento para utilizar el microscopio viajero y medir indice de refracción.

Recuerden: en un mes, el 4 de septiembre, entregan su proyecto. ¿Cuál es el mejor método para medir el índice de refracción en sólidos?

Y para ser tan claro como el agua. 50% es el trabajo del laboratorio, y 50% son los proyectos.

Sí tenemos tiempo, realizaremos la medición por el método de PFund. Deben de llegar al laboratorio con estas dos partes bien leídas.

Por cierto, los inscritos deberan de llenar este e-cuestionario para hacer nuestra base de datos.

Sí hay dudas, pregunten.

¡Valor y confianza, muchachos!