PROYECTO DOCENTE ASIGNATURA: "Óptica" Grupo: Grp Clases Teóricas-Prácticas Óptica.(969276) Titulacion: Grado en Física Curso:

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1 PROYECTO DOCENTE ASIGNATURA: "Óptica" Grupo: Grp Clases Teóricas-Prácticas Óptica.(969276) Titulacion: Grado en Física Curso: DATOS BÁSICOS DE LA ASIGNATURA/GRUPO Titulación: Año del plan de estudio: Centro: Asignatura: Código: Tipo: Curso: Período de impartición: Ciclo: Grupo: Créditos: Horas: Área: Departamento: Dirección postal: Dirección electrónica: Grado en Física 2009 Facultad de Física Óptica Obligatoria 3º Curso completo 0º Grp Clases Teóricas-Prácticas Óptica. (2) Física de la Materia Condensada (Área principal) Física de la Materia Condensada (Departamento responsable) AVDA. REINA MERCEDES, S/N, 41012, SEVILLA COORDINADOR DE LA ASIGNATURA GOMEZ GARCIA, DIEGO PROFESORADO 1 2 BRAVO LEON, ALFONSO RAMIREZ RICO, JOAQUIN Curso académico: 2014/2015 Última modificación: de 7

2 OBJETIVOS Y COMPETENCIAS Objetivos docentes específicos - Entender los principios de la óptica geométrica y de los instrumentos ópticos más importantes. - Conocer la relación entre los modelos geométrico y ondulatorio para la óptica. - Comprender y tratar los procesos ópticos más importantes que pueden ser descritos con un modelo ondulatorio, incluyendo los fenómenos y leyes de propagación de la luz en medios materiales, polarización, interferencia y difracción. - Conocer los fundamentos de la óptica de Fourier. - Entender los principios de funcionamiento de los dispositivos láser y sus propiedades más relevantes. - Conocer los principios y algunas aplicaciones de la óptica no lineal. - Entender los principios, técnicas de análisis e instrumentos de medida y los fenómenos experimentales en óptica. Competencias Competencias transversales/genéricas - Capacidad de análisis y de síntesis. - Capacidad de organización y planificación. - Comunicación oral y/o escrita. - Capacidad de gestión de la información. - Resolución de problemas. - Trabajo en equipo. - Razonamiento crítico. - Aprendizaje autónomo. - Creatividad. Competencias específicas - Conocimiento y comprensión de los fenómenos y de las teorías físicas más importantes. - Capacidad de estimar órdenes de magnitud para interpretar fenómenos diversos. - Capacidad de profundizar en la aplicación de los conocimientos matemáticos en el contexto general de la física. - Capacidad de medida, interpretación y diseño de experiencias en el laboratorio o en el entorno. - Capacidad de modelado de fenómenos complejos, trasladando un problema físico al lenguaje matemático. - Capacidad de transmitir conocimientos de forma clara tanto en ámbitos docentes como no docentes. CONTENIDOS DE LA ASIGNATURA Relación sucinta de los contenidos (bloques temáticos en su caso) Óptica geométrica. Instrumentos ópticos. Principios fundamentales del modelo ondulatorio para la luz. Fenómenos de propagación en medios materiales: polarización, reflexión y refracción en medios homogéneos e isótropos. Teoría básica de la coherencia óptica. Fenómenos interferenciales. Interferómetros y sus aplicaciones. Teoría escalar de la difracción. Redes de difracción y sus aplicaciones. Aspectos básicos de la óptica de Fourier. Fenómenos de propagación en medios anisótropos. Anisotropías inducidas. Elementos de óptica no lineal. Técnicas experimentales de óptica. Relación detallada y ordenación temporal de los contenidos TEMARIO TEORICO 0. lntroducción y motivación. {2h) 1. Teoria Geometrica. (5h) Objetivos de Ia óptica geométrica. Caracterización de Ia luz y Ia materia. Las leyes de Ia óptica geometrica y su deducción a partir del Principio de Fermat. 2. La propagación de Ia luz según Ia Óptica Geométrica. (5h) Ecuación de Ia trayectoria. Aplicación a casos particulares. El teorema de Malus-Dupin. La ecuación eikonal. Focalización y caústica. 3. Sistemas ópticos. (6h) Concepto y definiciones fundamentales. Condición general de estigmatismo. Condiciones de Abbe y Herschel. Sistema óptico perfecto: óptica gaussiana. Criterio de signos. 4. Tratamiento generalizado de los sistemas ópticos. (6h) Matriz de un sistema. Traslación de origenes. Elementos cardinales. Obtención grafica de Ia imagen. 5. Limitación de haces. (6h) Diafragma de apertura y pupilas. Diafragma de campo. Campos de iluminación. Lucarnas. Limitación del campo de iluminación: viñeteo. 6. lntroducción a Ia instrumentación óptica. (5h) Nociones generales y clasificación de los instrumentos. El ojo humano. La camara fotográfica. El telescopio. El microscopio. 7. lntroducción a los sistemas ópticos reales. (4h) Concepto de aberración. Aberración de onda y aberración de rayo. Aberraciones de Seidel. Aberraciones cromaticas. 8. La luz como onda. (6h) Descripción de los fenómenos ondulatorios. Ondas escalares. La ecuación de onda escalar. Principio de Huygens. Limitaciones de Ia descripción escalar de Ia luz. Las ecuaciones de Maxwell. La ecuación de onda vectorial. Flujo de energía: vector de Poynting. Propagación en medios dieléctricos. La óptica geométrica. 9. Polarización de Ia luz. (6h) Estados de polarización. Representación de los estados de polarización: vectores de Jones y parámetros de Stokes. Dispositivos polarizadores. Algebra de Jones. Análisis del estado de polarización de una luz problema. Curso académico: 2014/2015 Última modificación: de 7

3 10. Refiexión y refracción. (6h) Condiciones de contorno del campo electromagnético en Ia frontera entre dos medios dieléctricos. Leyes de Ia reflexión y de Ia refracción. Relaciones de Fresnel. Reflexión total. 11. Propagación de Ia luz en medios anisótropos. (6h) El tensor dieléctrico: clasificación de los medios. Propagación de ondas planas: modos normales. Superficie de índices y superficie de onda. Birrefringencia. Dispositivos polarizadores y desfasadores. 12. lnterferencia. (6h) Concepto de interferencia. Condiciones para una interferencia estable. lnterferencias no localizadas. El experimento de Young. Dispositivos equivalentes. lntroducción a Ia teoría de Ia coherencia. 13. lnterferencias localizadas. (6h) El interferómetro de Michelson. Otros dispositivos interferométricos. lnterferencia de haces múltiples. El interferómetro de Fabry-Perot. Aplicaciones. 14. lntroducción a Ia difracción. (6h) Principio de Huygens-Fresnel. Propagación de una onda. La difracción. Clasificación de los fenómenos de difracción. 15. La difracción de Fraunhofer. (5h) Patrones de difracción de elementos simples. La rendija. La abertura circular. Poder de resolución de los sistemas formadores de imágenes. Redes de difracción. Poder resolutivo espectral de una red. 16. lntroducción a Ia óptica no lineal. (4h) Relaciones constitutivas. La polarización no lineal. El tensor susceptibilidad. La ecuación de onda no lineal. Procesos no lineales de segundo orden. Procesos no lineales de tercer orden. Materiales ópticos no lineales. Aplicaciones de Ia óptica no lineal. TEMARIO PRACTICO Cada alumno realizará seis prácticas de entre las siguientes: 1. La Platina Nodal 2. Construcción de un Frontofocómetro. 3. Construcción de un Microscopio. 4. Estudios de los fenómenos de dispersión en prismas. 5. Aplicaciones de las interferencias no localizadas. 6. Determinación de la longitud de onda de una fuente luminosa empleando el Biprisma de Fresnel. 7. Comprobación experimental de las relaciones de Fresnel. 8. El interferómetro de Michelson. 9. Determinación del estado de polarización de una luz problema. Sesiones prácticas demostrativas. 1. Introducción a la óptica geométrica I: sistemas simples. 2. Introducción a la óptica geométrica II: sistemas compuestos. 3. Aberraciones ópticas. 4. Polarización de la luz. 5. Interferencias. 6. Difracción. ACTIVIDADES FORMATIVAS Relación de actividades formativas del primer cuatrimestre Clases teóricas Horas presenciales: Horas no presenciales: Metodología de enseñanza-aprendizaje: Clases teóricas: se desarrollan los objetivos de cada tema, los contenidos y una posible discusión de los mismos. Pueden comprender tanto clases magistrales como otros formatos como discusión de temas planteados o trabajos en grupos. Clases de problemas: se discutirán problemas relacionados con los conceptos de la materia. Competencias que desarrolla: - Todas las competencias transversales/genéricas. - Conocimiento y comprensión de los fenómenos y de las teorías físicas más importantes. - Capacidad de estimar órdenes de magnitud para interpretar fenómenos diversos. - Capacidad de profundizar en la aplicación de los conocimientos matemáticos en el contexto general de la física. - Capacidad de modelado de fenómenos complejos, trasladando un problema físico al lenguaje matemático. Curso académico: 2014/2015 Última modificación: de 7

4 Prácticas de Laboratorio Horas presenciales: Horas no presenciales: Metodología de enseñanza-aprendizaje: Las prácticas de laboratorio constituyen una actividad formativa en la que se desarrollan actividades de aplicación de los conocimientos a situaciones concretas y de adquisición de habilidades básicas y procedimentales relacionadas con la materia objeto de estudio. Permitirán aplicar los conocimientos teóricos a problemas prácticos y pondrán en contacto al estudiante con las técnicas más habituales del laboratorio. Competencias que desarrolla: - Todas las competencias transversales/genéricas. - Capacidad de medida, interpretación y diseño de experiencias en el laboratorio o en el entorno. Relación de actividades formativas del segundo cuatrimestre Clases teóricas Horas presenciales: Horas no presenciales: BIBLIOGRAFÍA E INFORMACIÓN ADICIONAL Bibliografía general Óptica J. Casas Edición: 7ª edición Publicación: Librería Pons, Óptica E. Hecht Edición: 3ª edición Publicación: Addison-Wesley, Optics. Principles and Applications K. K. Sharma Edición: 1ª edición Publicación: Academic Press, Principles of Optics M. Born, E. Wolf Edición: 7ª edición Publicación: Cambridge University Press, Introduction to Optics F. L. Pedrotti, L. M. Pedrotti, L. S. Edición: Pedrotti 3ª edición Publicación: Longman Higher Education, Modern Optics R. D. Guenther Edición: 1ª edición Publicación: John Wiley and Sons, Curso académico: 2014/2015 Última modificación: de 7

5 Optica electromagnética J. M. Cabrera, F. J. López, F. Agulló Edición: 2ª edición Publicación: Addison-Wesley, Optica física: problemas y ejercicios resueltos F. Carreño, M. A. Antón Edición: 1ª edición Publicación: Prentice Hall, SISTEMAS Y CRITERIOS DE EVALUACIÓN Y CALIFICACIÓN Sistema de evaluación Exámenes escritos y valoración de trabajos. Exámenes escritos con una parte teórica, que acredite el conocimiento de los aspectos más relevantes de la materia, su estructura y sus potenciales aplicaciones, y una parte de problemas, que valore la comprensión y capacidad de aplicación de dicho formalismo y/o una parte de prácticas que refleje su conocimiento de las técnicas experimentales e intrumentos de medida necesarios para el estudio de los fenómenos de interés dentro de la Óptica. Valoración de la participación activa en las lecciones y realización de pruebas de control a lo largo del curso. Asistencia, actitud y habilidades demostradas en las sesiones de laboratorio. Cuaderno de prácticas y presentación de memorias escritas sobre algunas de las experiencias realizadas. Criterios de calificación La asignatura consta de dos partes, una teórica y otra de prácticas de laboratorio. Es un requisite indispensable para aprobar Ia asignatura en cualquier convocatoria Ia asistencia, realizacion y Ia presentación de los trabajos relacionados correspondientes a las prácticas de laboratorio en las fechas establecidas al efecto. El alumno podrá optar por dos posibilidades: OPCIÓN A: La calificación de la asignatura se obtendrá del examen final (75%) y de la nota de las prácticas (25%). Para poder realizar la media ponderada será necesario haber obtenido al menos 4 puntos en cada una de las partes. Se realizarán dos exámenes parciales eliminatorios de la materia correspondiente en las fechas establecidas atendiendo únicamente a los conocimientos teóricos y prácticos adquiridos y constarán de problemas, cuestiones y/o desarrollos teóricos. Para eliminar la materia de un parcial será necesario obtener una puntuación de al menos 4 puntos. Los alumnos que no superen alguno de los parciales dispondrán de un examen final relativo a los contenidos no superados. OPCIÓN B: El alumno podrá aprobar la parte teórica (75%) con anterioridad al examen final mediante evaluación continua. Para acceder a este método de evaluación será necesaria una asistencia a clases mínima del 80% en cada cuatrimestre (se llevará a cabo el control pertinente). La nota de cada parcial se obtendrá sumándole a la puntuación del examen 0,5 puntos por asistencia y hasta 1,0 punto por ejercicios de clase (se realizarán dos). Para realizar la media final será necesario obtener al menos 4 puntos en cada cuatrimestre. Los alumnos que no superen alguno de los parciales podrán examinarse de nuevo de dicha parte en el examen final de junio conservando los puntos extra obtenidos por la asistencia y los ejercicios de clase. El 25% restante de la nota corresponderá a la realización de las prácticas. La nota de las prácticas se obtendrá a partir de Ia evaluación de Ia asistencia, actitud y trabajos entregados en las fechas establecidas. Los alumnos que habiendo realizado las prácticas obtengan una calificación inferior a 4 puntos durante el curso, deberán realizar una prueba relativa a las mismas cuya no superación supondrá un suspenso en Ia calificación final de Ia asignatura. Curso académico: 2014/2015 Última modificación: de 7

6 CALENDARIO DE EXÁMENES La información que aparece a continuación es susceptible de cambios por lo que le recomendamos que la confirme con el Centro cuando se aproxime la fecha de los exámenes. CENTRO: Facultad de Física 1 ª Convocatoria 3/7/2015 Hora: 9:30 1, 2 CENTRO: Facultad de Física 2 ª Convocatoria 11/9/2015 Hora: 9:30 Magna CENTRO: Facultad de Física Diciembre 21/11/2014 Hora: 16:0 Magna TRIBUNALES ESPECÍFICOS DE EVALUACIÓN Y APELACIÓN Presidente: Vocal: Secretario: Primer suplente: Segundo suplente: Tercer suplente: DIEGO GOMEZ GARCIA ALFONSO BRAVO LEON JOAQUIN RAMIREZ RICO CAROLINE MARIA CLAUSS KLAMP FRANCISCO JAVIER ROMERO LANDA ANA MORALES RODRIGUEZ ANEXO 1: HORARIOS DEL GRUPO DEL PROYECTO DOCENTE Los horarios de las actividades no principales se facilitarán durante el curso. GRUPO: Grp Clases Teóricas-Prácticas Óptica. (969276) Calendario del grupo CLASES DEL PROFESOR: BRAVO LEON, ALFONSO Miércoles Del 22/09/2014 al 16/01/2015 Hora: De 19:30 a 20:30 AULA V (FISICA) Jueves Del 22/09/2014 al 16/01/2015 Hora: De 19:30 a 20:30 AULA V (FISICA) Curso académico: 2014/2015 Última modificación: de 7

7 CLASES DEL PROFESOR: RAMIREZ RICO, JOAQUIN Martes Del 22/09/2014 al 16/01/2015 Hora: De 19:30 a 20:30 AULA V (FISICA) Curso académico: 2014/2015 Última modificación: de 7