CONTENIDO PROGRAMÁTICO

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1 CONTENIDO PROGRAMÁTICO Fecha Emisión: 2011/09/15 Revisión No. 1 AC-DO-CF-8 Página 1 de 7 NOMBRE DEL CONTENIDO PROGRAMÁTICO Física Óptica Acústica y Laboratorio CÓDIGO PROGRAMA Ingeniería Civil, Ingeniería Industrial, Ingeniería Mecatrónica, Ingeniería Multimedia, Ingeniería Telecomunicaiones. ÁREA DE FORMACIÓN Ciencias Básicas. Sub área: Ciencias Naturales. SEMESTRE 3 PRERREQUISITOS COORDINADOR DE ÁREA Manuel Darío Vicnchira Morato DOCENTE (S) Jairo Bautista Mesa, Manuel Vinchira. CRÉDITOS ACADÉMICOS 4 HORAS DE ACOMPAÑAMIENTO DIRECTO 3 HORAS DE TRABAJO MEDIADO O 2 DIRIGIDO HORAS DE TRABAJO INDEPENDIENTE 7 ENFOQUE GLOBAL DE LA ASIGNATURA Movimiento oscilatorio, Movimiento ondulatorio, Tópicos de Física Atómica, Óptica Geométrica, Óptica Física, Acústica. JUSTIFICACIÓN En la Ingeniería actual, las aplicaciones tecnológicas prácticas derivadas de los fenómenos ópticos son de gran importancia. Por esto es fundamental que el estudiante en su formación básica estudie los conceptos, principios y leyes que rigen las ondas electromagnéticas, con el ánimo de comprender su utilidad en la vida práctica cotidiana y estar en la capacidad de explicar y utilizar los avances científicos y tecnológicos que en estos campos se están presentando. OBJETIVO GENERAL De la labor del docente: Orientar al estudiante durante su construcción de los conceptos físicos básicos de la Óptica y las ondas electromagnéticas. Motivar al estudiante para que asimile la física como perspectiva de reflexión con base en el razonamiento inductivo que permite la creación de principios, leyes, teorías y modelos de explicación de fenómenos naturales y aplicaciones tecnológicas. Mostrar desde la base del razonamiento lógico deductivo, como a partir de las leyes de la física, puede diseñar e implementar procesos para la solución de problemas científico - tecnológicos de la Ingeniería. Proporcionar las herramientas tecnológicas necesarias para que desde la práctica experimental incremente el valor agregado a sus conocimientos. AC-DO-CF-8 Página 1 de 7

2 Del Estudiante: Conocer como a partir de la lógica inductiva se construye el conocimiento teórico en física y como a partir de las teorías y aplicando la lógica deductiva se solucionan situaciones problémicas, resaltando la relación existente entre la teoría y el experimento. Identificar e interpretar las leyes de la Óptica y la Acústica que describen y explican el comportamiento de las ondas mecánicas y electromagnéticas, desarrollando habilidad y destreza en la aplicación de estas leyes como inicio a su formación científica - básica que le permita sistematizar el trabajo en la solución de problemas tecnológicos. Generar criterios, a través del conocimiento físico de la materia y energía, que le permitan valorar y utilizar de manera científica y tecnológica los recursos naturales para un desarrollo sostenible de la nación. COMPETENCIA GLOBAL Al terminar el curso el estudiante desarrollará competencias globales: Capacidad de aprender, desarrollando los procesos de análisis, síntesis y razonamiento crítico. COMPETENCIAS ESPECÍFICAS Específicas. Estas son las correspondientes al área e incluyen los conocimientos y destrezas que deben manejar los estudiantes. Cognitivas: El estudiante debe poseer un nivel adecuado de conocimientos sobre: Los fenómenos y leyes físicas fundamentales de la Óptica y Acústica. Los conceptos y técnicas matemáticas aplicadas en la física de la Óptica y Acústica. La metodología científica. Las interrelaciones de la física con las demás ciencias naturales y la ingeniería. Comunicativas: El estudiante estará en capacidad de: Producir informes, ensayos o resúmenes sobre tópicos relacionados con la disciplina. Investigativas: El estudiante estará en capacidad de: Explicar en forma verbal o escrita el significado físico de conceptos, leyes y principios de la Óptica y al Acústica. Interpretar información y literatura científica. ESQUEMA GENERAL DE LOS CONTENIDOS CONTENIDOS AC-DO-CF-8 Página 2 de 7

3 MOVIMIENTO OSCILATORIO. Oscilador armónico simple. Movimiento armónico simple. Energía de un OAS. Oscilaciones amortiguadas. Oscilaciones forzadas. Resonancia. Trabajo Asistido Laboratorio: Péndulo simple. Oscilador armónico simple. MOVIMIENTO ONDULATORIO. Onda. Clasificación de las ondas. Propiedades de las ondas. Ecuación de onda. Ecuación de onda viajera. Ondas mecánicas. Ondas electromagnéticas. Espectro electromagnético. Modelos de la luz. Velocidad de la luz. Índice de refracción. Reflexión y refracción. Reflexión total interna. Principio de Huygens. Dispersión. Absorción. Color. Energía. Potencia. Intensidad. Nivel de intensidad. Efecto Doppler. Trabajo Asistido Laboratorio: Fenomenología del Movimiento Ondulatorio. Modelos de la Luz. TÓPICOS ESTRUCTURA ATÓMICA. Postulados de Bohr. Modelo atómico de Bohr. Espectros atómicos. Trabajo Asistido Laboratorio: Espectroscopìa. Espectros átomo de Hidrógeno. Modelo de Bohr átomo de Hidrógeno. ÓPTICA GEOMÉTRICA. Reflexión en superficie esférica., foco y distancia focal. Método gráfico rayo paralelo. Refracción en superficie esférica, foco y distancia focal. Lente gruesa. Lente delgada. Lente convergente y divergente. Formación de imagen. Método rayo paralelo. Sistemas de lentes. Elementos ópticos: lupa, ojo, telescopio, microscopio óptico y electrónico. Trabajo Asistido Laboratorio: Reflexión en una Superficie Plana, Reflexión en una superficie Esférica, Foco y Distancia Focal, Método Gráfico rayos paralelos, Refracción en una Superficie Plana, Prismas. Refracción en una Superficie Esférica, Lente gruesa, Lente delgada, La lupa, Lentes convergentes y divergentes, Formación de imágenes. Sistemas de lentes, Aberraciones de las Lentes. El ojo - Defectos de la visión, La cámara fotográfica, El Proyector, El microscopio compuesto, Telescopios. ÓPTICA FÍSICA. Superposición de ondas de la misma frecuencia: método algebraico y vectorial. Ondas estacionarias: Sistema fijo fijo, sistema fijo abierto. Superposición de ondas de diferente frecuencia: Pulsos y paquetes de ondas, velocidades de fase y de grupo. Experimento de Young. Patrones de interferencia. Difracción de Fraunhoffer y de Fresnell. Principio de Babinet. Difracción por abertura circular. Criterio de Rayleigh. Rejilla de Difracción. Resolución de instrumentos. Polarización. Luz incoherente. Luz coherente. Laser. Holografía. Fotometría. Colorimetría. Trabajo Asistido Laboratorio Superposición de ondas de la misma frecuencia. Ondas estacionarias. Interferencia, Experimento de Young. Difracción de Fraunhoffer y de Fresnell, Difracción por abertura circular, criterio de Rayleigh. Polarización. Làser. Holografía. ACÚSTICA. Ondas sonoras. Ondas subsónicas, ultrasónicas. Aplicaciones ultrasonidos. Trabajo Asistido Laboratorio: El sonido. AC-DO-CF-8 Página 3 de 7

4 SISTEMA DE EVALUACIÓN Corte 1 (30%) Corte 2 (30%) Corte 3 (40%) Cantidad Valor % Cantidad Valor % Cantidad Valor % Trabajo asistido: Quices, talleres Docencia directa Parcial trabajo individual Laboratorios La calificación obtenida en cada corte, en el Laboratorio de Física Óptica y Acústica que el estudiante inscribió y cursa simultáneamente con la teoría, corresponde al 30% de cada corte en la asignatura teórica Física Óptica y Acústica. El docente del laboratorio de Física Óptica y Acústica, consigna las notas en la carpeta que para tal fin hay en el laboratorio. El docente de la asignatura teórica, hará el cómputo correspondiente. La evaluación del laboratorio es correspondiente con la siguiente tabla: Corte 1 (30%) Corte 2 (30%) Corte 3 (40%) Cantidad Valor % Cantidad Valor % Cantidad Valor % docencia directa, cuices trabajo asistido sustentación trabajo individual Informes laboratorios BIBLIOGRAFÍA SEARS. ZEMANSKY. Física. Vol 1 y 2. 9a Ed. Pearson Educación. México SEARS - ZEMANSKY - YOUNG FREEDMAN. Física Universitaria. Vol 2. Undécima Edición. Editorial Addison Wesley longman. México Referencia biblioteca UMNG: 530/S31f SERWAY y JEWETT. Física Para ciencias e ingenierías Vol 2. México. Editorial Thomson sexta edición. Referencia biblioteca UMNG: 530/S37. GUIAS DE : UMNG.cursos AC-DO-CF-8 Página 4 de 7

5 MATERIAL COMPLEMENTARIO DE APRENDIZAJE PARA ESTUDIANTES Recursos didácticos. Laboratorio con Equipamiento de Equipos para la realización de prácticas de Óptica y Acústica. Material Multimedia: Hardware: Laboratorio de Física con Equipamiento de Equipos de Computo e Interfaces para la adquisición y tratamiento de datos experimentales. Software: de las Interfaces compatible con Microsoft Office. Enlaces en la red: Página del curso (Anterior Aula Virtual). Control de Cambios Razones del Cambio Unificación de criterios de evaluación en el laboratorio. Cambio en los porcentajes de evaluación para el primero y segundo corte Cambio a la Revisión # 1 Fecha de emisión Acta Comité Departamento 11/12/ Dic 5/ /01/ Ene 16/ 14 AC-DO-CF-8 Página 5 de 7

6 DEPARTAMENTO DE FISICA PARCELADOR FISICA OPTICA Y ACUSTICA - INGENIERIAS Semana Fecha TIPO DE CLASE TEMA O ACTIVIDAD ACADÉMICA A DESARROLAR EN LA CLASE PRESENCIAL ACTIVIDADES ACADÉMICAS INDEPENDIENTES QUE DEBE DESARROLLAR EL ESTUDIANTE Enero 2 27 Ene. 01 Febrero Febrero Febrero Febrero Febrero Marzo Marzo Marzo Marzo Oscilador armónico simple. Movimiento armónico simple. Energía de un OAS. Inducción al trabajo de laboratorio. Oscilaciones amortiguadas. Oscilaciones forzadas. Resonancia. Péndulo simple. Oscilador armónico simple. Onda. Ecuación de onda. Ecuación de onda viajera. Fenomenologìa del Movimiento Ondulatorio. Cubeta de ondas. Ondas mecánicas. Ondas electromagnéticas. Modelos de la luz. Modelos de la Luz: modelo ondulatorio. Velocidad de la luz. Reflexión y refracción. Reflexión total interna. Espectroscopìa. Espectros átomo de Hidrógeno. Primer Parcial. Dispersión. Absorción. Sistema masa-resorte. Proyección de un MCU sobre un eje. Osciladores forzados. Péndulo simple. Clasificación de las ondas. Propiedades de las ondas. Propiedades de las ondas. Clasificación de las ondas mecánicas. Espectro electromagnético. Índice de refracción. Fibra òptica. Espectros atómicos y moleculares. Principio de Huygens. Reflexión en una Superficie Plana. Foco y distancia focal. Reflexión en una superficie Esférica. Retroalimentación Primer Parcial. Nivel de Intensidad. Color. Energía. Potencia. Intensidad. Efecto Doppler. Método gráfico rayo paralelo. Foco y Distancia Focal, Método Gráfico Refracción en superficie esférica, foco y rayos paralelos. distancia focal. Lente gruesa. Lente delgada. Lente convergente y Sistemas de lentes. divergente. Formación de imagen. Método rayo paralelo. Refracción en una Superficie Plana. Prismas Refracción en una Superficie Esférica, Elementos ópticos: lupa, ojo, telescopio. microscopio óptico y electrónico. Lente gruesa, Lente delgada, La lupa, Lentes convergentes y divergentes, Superposición de ondas de la misma frecuencia. Método algebraico. Sistemas de lentes, Aberraciones de las Lentes. Retroalimentación Segundo Parcial. Formación de imágenes. Superposición de ondas de la misma frecuencia. Método vectorial. El ojo - Defectos de la visión, La cámara fotográfica, El Proyector, El microscopio compuesto, Telescopios. Ondas estacionarias: sistema fijo abierto. AC-DO-CF-8 Página 6 de 7

7 11 31 Mar.- 05 Abril Abril Ondas estacionarias: Sistema fijo fijo. Ondas estacionarias. Cuerdas vibrantes. Segundo Parcial. Superposición de ondas de diferente frecuencia: Experimento de Young. Resonancia. Interferencia, Experimento de Young. Máximos y mínimos. Pulsos y paquetes de ondas, velocidades de fase y de grupo Abril SEMANA SANTA Abril Abr. 03 Mayo Mayo Mayo Patrones de interferencia. Difracción de Principio de Babinet. Fraunhoffer y de Fresnell. Difracción por abertura circular. Criterio de Rayleigh. Rejilla de Difracción. Resolución de Luz incoherente. Luz coherente. instrumentos. Polarización. Laser. Rejilla de Difracción. Holografía. Ondas sonoras. Fotometría. Colorimetría. Làser. Polarización. Polaroides. Imàgenes 3D. Ondas subsónicas, ultrasónicas. Aplicaciones ultrasonidos. El sonido Mayo Mayo EXAMEN FINAL Evaluación 1º y 2º corte Quices y talleres 20% Laboratorio y sustentación 30% Parcial 50% 3er corte Cuices y talleres 20% Laboratorio y sustentación 30% Examen 50% Departamento de Física. Tel: ext 1523 física@unimilitar.edu.co Bibliografía SEARS. ZEMANSKY. Física. Vol 1 y 2. 12a Ed. Pearson Educación. México Mc KELVEY, John P., Física para ciencias e Ingeniería, 2ª edición, Addison Wesley Iberoamericana, U.S.A., HECHT EUGENE., Optica. Editorial Addison Wesley., Madrid, 3ª edición, HECHT, E. y ZAJAC, A.: Óptica. Editorial Addison Wesley Iberoamericana, S.A. España, SERWAY, Raymond A., Física, Vol I y II, 8ª edición, Cengage Learning, México, AC-DO-CF-8 Página 7 de 7