Datos básicos de la asignaturaTitulación: Grado en FísicaAño plan de estudio: 2009

Curso implantación: 2012-13Centro responsable: Facultad de Física

Nombre asignatura: Técnicas Experimentales IICódigo asigantura: 1620040Tipología: OBLIGATORIACurso: 4Periodo impartición: Segundo cuatrimestre

Créditos ECTS: 6Horas totales: 150Área/s: Electromagnetismo

Física Atómica, Molecular y NuclearDepartamento/s: Electrónica y Electromagnetismo

Física Atómica, Molecular y Nuclear

Coordinador de la asignatura

RODRIGUEZ BOIX RAFAEL

Profesorado

Profesorado del grupo principal:

RESPALDIZA GALISTEO MIGUEL ANGEL

RODRIGUEZ BOIX RAFAEL

Objetivos y competencias

OBJETIVOS:

-Aprender a realizar medidas experimentales básicas en electromagnetismo y física nuclear.

-Mostrar el grado de aproximación y validez de los modelos teóricos previstos en las asignaturas de

Electrodinámica Clásica y Física Nuclear y de Partículas.

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-Manejar herramientas de software de simulación en electromagnetismo.

-Familiarizarse con la instrumentación utilizada en física nuclear.

COMPETENCIAS:

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 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 trasmitir conocimientos de forma clara tanto en ámbitos docentes como no docentes

-Capacidad para utilizar herramientas informáticas para resolver y modelar problemas y para

presentar sus resultados.

Competencias genéricas:

-Capacidad de análisis y síntesis

-Capacidad de organización y planificación

-Comunicación oral y/o escrita.

-Capacidad de gestión de la información.

-Resolución de problemas.

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-Trabajo en equipo.

-Razonamiento crítico.

-Aprendizaje autónomo

-Creatividad.

Contenidos o bloques temáticos

Estudio de fenómenos ondulatorios a frecuencias de microondas.

Estudio experimental de líneas de transmisión en el dominio del tiempo.

Estudio experimental de líneas de transmisión en el dominio de la frecuencia.

Estudio del guiado de ondas electromagnéticas en guías de ondas rectangulares.

Medida de parámetros de sistemas radiantes.

Estadística de recuento.

Electrónica nuclear.

Espectroscopías alfa,beta y gamma. Rayos X.

Técnicas de análisis con haces de iones.

Relación detallada y ordenación temporal de los contenidos

ELECTRODINÁMICA:

Créditos teóricos:

A continuación se exponen los contenidos de las clases teóricas que, junto con los contenidos de

las clases de las asignaturas obligatorias Electromagnetismo, de segundo curso, y Electrodinámica

Clásica, de tercer curso, cubren los requisitos mínimos necesarios para poder comprender los

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conceptos que se van a manejar en las prácticas de laboratorio y de simulación por ordenador:

- Líneas de transmisión y circuitos distribuidos. Estudio de líneas de transmisión en el dominio del

tiempo y en el dominio de la frecuencia.

- Guiado de ondas electromagnéticas por guías metálicas huecas y resonancia en cavidades

metálicas.

- Antenas. Campos radiados y diagramas de radiación. Polarización. Alimentación de dipolos y

balanceo.

Prácticas de laboratorio:

A continuación aparece una lista de prácticas de laboratorio. Cada uno de los alumnos matriculados

en la asignatura deberá hacer cinco de estas prácticas. La selección de las mismas vendrá

condicionada por la disponibilidad del material necesario para su realización (esto es, puede ocurrir

que, debido a averías u otros imprevistos, alguna de las prácticas de la lista no esté operativa en el

momento en que un alumno en concreto vaya a disponer de ella). Las prácticas son:

- Ondas planas I: generación y detección de microondas. Ondas estacionarias, reflexión y refracción

de ondas electromagnéticas.

- Ondas planas II: polarización, interferencia y difracción de ondas electromagnéticas (microondas).

- Estudio de una línea de transmisión en el dominio del tiempo.

- Estudio de una línea de transmisión en el dominio de la frecuencia.

- Líneas de transmisión: régimen de parámetros concentrados frente a régimen distribuido.

- Ondas guiadas por guía metálica rectangular I: medida de frecuencia por cavidad resonante y de

longitud de onda mediante tramo de guía ranurada, medida de patrones de onda estacionaria,

medida de impedancia de carga.

- Ondas guiadas por guía metálica rectangular II: estudio de la característica intensidad-tensión de

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un diodo Gunn, medida de patrones de onda estacionaria y adaptación, medida de la relación de

dispersión del modo fundamental para guías vacías y rellenas de dieléctrico.

- Antenas: polarización, parámetros de radiación y alimentación (balanceo).

Prácticas de simulación por ordenador:

En el Aula de Informática de la Facultad de Física los estudiantes tendrán tres sesiones en las que

aprenderán a manejar un paquete

informático destinado a la resolución de ecuaciones diferenciales en derivadas parciales para,

posteriormente, aplicarlo a la resolución de

algunos problemas electromagnéticos bidimensionales (2D). Los contenidos de las tres sesiones

son:

- Introducción al entorno de programación y al paquete informático de resolución de ecuaciones

diferenciales en derivadas parciales COMSOL. Ejemplo: Condensador de placas planas y paralelas

de ancho finito.

- Simulación mediante ordenador II. Cálculo de resistencias de diversos dispositivos.

- Simulación mediante ordenador III. Cálculo de las frecuencias de corte de los primeros modos de

guías de ondas de diferentes secciones.

FÍSICA NUCLEAR

Créditos teóricos:

1.Radiactividad.

2.Interacción radiación-materia.

3.Detectores de ionización gaseosa.

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4.Detectores de centelleo.

5.Detectores de semiconductor.

6.Estadística de recuento y cálculo de errores.

Prácticas de Laboratorio:

1)Plateau y eficiencia del detector Geiger-Muller.

2)Medida de la semivida de un radionúclido: equilibrio secular.

3)Electrónica nuclear.

4)Espectrometría gamma.

5)Espectrometría alfa.

6)Espectrometría de rayos X.

7)Fluorescencia de Rayos X.

Actividades formativas y horas lectivas

Actividad Créditos Horas

B Clases Teórico/ Prácticas 1,9 19

E Prácticas de Laboratorio 3,5 35

G Prácticas de Informática 0,6 6

Metodología de enseñanza-aprendizaje

Clases teóricas

Sesiones teóricas y seminarios

Prácticas de Laboratorio

-Sesiones de laboratorio

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-Desarrollo de las actividades de laboratorio, incluyendo la realización de memorias escritas y

presentaciones orales.

Tutorías individuales de contenido programado

Tutorías individuales

Prácticas informáticas

Clases en el aula de informática

Sistemas y criterios de evaluación y calificación

El sistema de evaluación estará basado en:

¿ Asistencia obligatoria a las sesiones presenciales.

¿ Actitud y habilidades en las sesiones prácticas.

¿ Entrega de memorias escritas de las prácticas realizadas.

¿ Presentación oral de memorias de las prácticas realizadas.

¿ Examen teórico/práctico.

Criterios de calificación del grupo

La parte de electrodinámica supondrá un 50 % de la nota y la de física nuclear el otro 50 %, si bien

cada parte debe ser aprobada por separado. En caso de suspender sólo una parte de la asignatura,

la nota de la parte aprobada se guardará para la segunda y tercera convocatoría de ese curso

académico.

Para la parte electrodinámica la calificación del alumno queda repartida de forma ponderada entre

los siguientes mecanismos de evaluación:

1.- Examen escrito: 25% de la nota final.

2.- Examen de simulación por ordenador: 15% de la nota final.

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3.- Examen de laboratorio: 40% de la nota final.

4.- Actitud del alumno y resultados presentados en las prácticas de laboratorio y de ordenador: 20%

de la nota final.

Si el número de alumnos matriculados fuera superior a 48, el examen de laboratorio se

reemplazaría por una presentación en "powepoint" por parte de cada alumno de los resultados y

conclusiones obtenidas en una de las prácticas.

La parte de física nuclear se evaluará de la siguiente manera:

Se realizarán dos presentaciones orales individuales de 10 min de duración para exponer dos de las

prácticas realizadas elegida por sorteo. La nota global de esta parte se obtendrá promediando al

50% la nota obtenida en las presentaciones orales de las prácticas con la obtenida en un examen

teórico sobre el contenido del temario de la asignatura. En el caso de que se obtenga una nota

menor que 5 pero mayor que 4 en este último examen, el promedio se realizará pesando con un

40% la nota de las presentaciones de las prácticas y con un 60% la nota del examen. Con menos

de un 4 en alguna de las dos partes el alumno estará suspenso.

PLAN DE CONTINGENCIA PARA EL CURSO 2020/21

- Escenario A: las clases teóricas se desarrollarán de forma virtual. Las prácticas de laboratorio se

realizarán manteniendo las distancias de seguridad y foros definidor por SEPRUS mediante las

siguientes modificaciones:

?las prácticas de semivida y Geiger-Muller se desarrollarán como una versión reducida en la mitad

del tiempo del habitual (parte de los datos serán facilitados pro los profesores en lugar de ser

timadas por los alumnos)

?Las prácticas de Electrónica Nuclear y Fluorescencia de rayos-X se realizaran de forma virtual.

?El resto de prácticas (alfa, rayos-X y rayos-gamma) se realizarán sin modificaciones.

- Escenario B: las clases teóricas se desarrollarán de forma virtual. También se realizarán de forma

virtual las clases prácticas: los profesores realizarán una clase virtual incluyendo fotos y vídeos de

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algunos de los pasos los pasos a dar en el laboratorio, y luego se enviará a los alumnos los datos

recogidos por correo electrónico de manera que ellos puedan llevar a cabo el análisis de los datos y

la presentación de los resultados para la evaluación.

PLAN DE CONTINGENCIA PARA EL CURSO 2020-2021

ELECTRODINÁMICA

Escenario A (actividad presencial reducida).

A fin de adaptar la docencia a las medidas de distanciamiento personal y de otro tipo establecidas

con motivo de la COVID-19, las clases teóricas se impartirán de modo presencial por turnos en

subgrupos establecidos por la Facultad de Física en función del aforo máximo del aula. Los

alumnos están obligados a llevar mascarillas sanitarias durante todo el tiempo que permanezcan en

el aula. Estas clases teóricas restringidas a subgrupos se retransmitirán ?on-line? de modo que

sean accesibles a la totalidad del grupo. Para complementar las clases, cuando sea necesario se

impartirán tutorías colectivas con la herramienta ?Blackboard Collaborate? de la plataforma virtual

para resolver las dudas que puedan tener los alumnos sobre los contenidos explicados en el aula.

El examen escrito de la parte teórica de la asignatura se realizará preferentemente de forma

presencial con estricto seguimiento de todas las medidas de protección (distanciamiento de los

alumnos en el aula, mascarilla, uso de gel hidroalcohólico, etc.). En el caso de que la infraestructura

disponible no lo permitiera o la situación de la pandemia lo aconseje, el examen escrito se realizaría

?on-line?, utilizando las herramientas disponibles en la plataforma de enseñanza virtual de la

Universidad de Sevilla.

Por los mismos motivos anteriormente expuestos, se hace necesario adaptar las clases de

laboratorio a la nueva situación. Para ello los grupos de prácticas serán unipersonales. A fin de

adaptar este formato a las restricciones de aforo de los laboratorios y de tiempo disponible para la

realización de las prácticas:

a) Cada alumno permanecerá en el laboratorio durante tres horas en cada sesión de prácticas, y

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durante esas tres horas realizará dos prácticas de laboratorio (a razón de una hora y media por

práctica) en las cuales se dedicará exclusivamente a adquirir los datos de las medidas realizadas.

b) El procesamiento de los datos (cálculo de errores, determinación de rectas de regresión,

representación de gráficas, etc.) lo realizará el alumno en su casa, generando ficheros ?word? o

?pdf? que remitirá a los profesores de la asignatura por correo electrónico.

c) Se llevará a cabo una revisión de los boletines de prácticas, de manera que, por un lado, se

cumplan los objetivos docentes de cada práctica, y por otro lado, el alumno disponga de tiempo

suficiente para adquirir los datos a lo largo de la hora y media que dura cada práctica.

d) Al entrar en el laboratorio, los alumnos se limpiarán las manos con gel hidroalcohólico, se

pondrán guantes desechables sin usar, permanecerán durante las tres horas que estén en el

laboratorio con los guantes puestos, y al terminar las dos prácticas, depositarán los guantes

utilizados en un contenedor de recogida de desechos situado en el laboratorio. Esto impedirá que

los alumnos contaminen su puesto de trabajo al realizar las prácticas. Los alumnos están obligados

a llevar mascarillas sanitarias durante todo el tiempo que permanezcan en el laboratorio.

La exposición oral de las prácticas delante del profesor se llevará a cabo de forma presencial, bien

en el Seminario del Departamento de Electrónica y Electromagnetismo, bien en alguna de las aulas

de la Facultad de Física. Los alumnos están obligados a llevar mascarillas sanitarias durante todo el

tiempo que dure la exposición oral.

Las clases de simulación por ordenador se llevarán a cabo en el Aula de Informática de la Facultad

de Física. Habrá varios grupos, y el número de alumnos de cada grupo estará limitado por el aforo

que permita en dicho aula las restricciones de distancia entre alumnos de la COVID-19. Los

alumnos están obligados a llevar mascarillas sanitarias durante todo el tiempo que permanezcan en

el Aula de Informática.

Los criterios utilizados para fijar la calificación serán los mismos que los utilizados en el caso de un

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escenario de clases totalmente presenciales (la calificación del examen escrito de la parte teórica

constituirá un 25 por ciento de la calificación final, la actividad del alumno en el laboratorio y en el

Aula de Informática y los resultados entregados por correo electrónico de las prácticas de

laboratorio, un 20 por ciento, el examen de simulación por ordenador, un 15 por ciento, y la

exposición oral de una práctica mediante presentación con diapositivas, un 40 por ciento).

Escenario B (suspensión de la actividad presencial).

Las clases teóricas se impartirán en directo ?on-line? haciendo uso de la herramienta ?Blackboard

Collaborate? de la plataforma virtual. Para complementar las clases, cuando sea necesario se

impartirán tutorías colectivas con la misma herramienta para resolver las dudas que puedan tener

los alumnos sobre los contenidos explicados en el aula.

Las prácticas de laboratorio se suspenderán. En su lugar, se impartirán ?on-line? seminarios con

diapositivas en las que se muestren fotografías de los montajes experimentales, simulaciones

hechas por ordenador de los resultados esperados en las prácticas, gráficas de comparación entre

resultados teóricos y experimentales, etc. Los seminarios se grabarán para que estén a disposición

de los alumnos.

A los alumnos se les proporcionarán los valores numéricos de los resultados que se obtienen en las

prácticas de laboratorio que se les van a explicar, junto con las fotografías de los montajes

experimentales y de las medidas tomadas en los distintos instrumentos del laboratorio. Con esos

resultados, los alumnos prepararán presentaciones con diapositivas (hasta un máximo de dos

presentaciones). La exposición oral de las prácticas mediante presentaciones con diapositivas se

llevará a cabo ?on-line? mediante la herramienta ?Blackboard Collaborate? de la plataforma virtual.

La parte de simulación por ordenador de la asignatura se lleva a cabo con el "software" comercial

COMSOL MULTIPHYSICS. Dado que sólo se dispone de una licencia para este "software", que

está instalada en el Aula de Informática de la Facultad de Física, y el acceso a este Aula de

Informática no va a ser posible, los alumnos no podrán hacer las prácticas de simulación por

ordenador. Para suplir parcialmente esta carencia, el prof. Pérez Izquierdo impartirá a los alumnos

el seminario "Introducción al entorno de programación y al paquete informático de resolución de

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ecuaciones diferenciales en derivadas parciales COMSOL. Ejemplo: Condensador de placas planas

y paralelas de ancho finito". Gracias a ello, los alumnos podrán llevarse una idea aproximada de

cómo opera COMSOL MULTIPHYSICS, basado en el método de los elementos finitos, y de cómo

se puede aplicar este "software" a la resolución de un problema concreto.

En cuanto a la calificación final de la asignatura, en este caso la calificación del examen escrito

constituirá un 25 por ciento de la calificación final, y la exposición oral de una práctica mediante

presentación con diapositivas, un 75 por ciento.

NUCLEAR

Escenario A (actividad presencial reducida).

Las clases teóricas se desarrollarán de forma virtual. Las prácticas de laboratorio se realizarán

manteniendo las distancias de seguridad y foros definidor por SEPRUS mediante las siguientes

modificaciones:

?las prácticas de semivida y Geiger-Muller se desarrollarán como una versión reducida en la mitad

del tiempo del habitual (parte de los datos serán facilitados pro los profesores en lugar de ser

timadas por los alumnos)

?Las prácticas de Electrónica Nuclear y Fluorescencia de rayos-X se realizaran de forma virtual.

?El resto de prácticas (alfa, rayos-X y rayos-gamma) se realizarán sin modificaciones.

Escenario B (suspensión de la actividad presencial).

Las clases teóricas se desarrollarán de forma virtual. También se realizarán de forma virtual las

clases prácticas: los profesores realizarán una clase virtual incluyendo fotos y vídeos de algunos de

los pasos los pasos a dar en el laboratorio, y luego se enviará a los alumnos los datos recogidos por

correo electrónico de manera que ellos puedan llevar a cabo el análisis de los datos y la

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presentación de los resultados para la evaluación.

Horarios del grupo del proyecto docente

https://fisica.us.es/docencia/titulaciones

Calendario de exámenes

https://fisica.us.es/docencia/titulaciones

Tribunales específicos de evaluación y apelación

Presidente: JOSE MANUEL QUESADA MOLINA

Vocal: RAFAEL RODRIGUEZ BOIX

Secretario: JOSE MANUEL ESPINO NAVAS

Suplente 1: JOAQUIN JOSE GOMEZ CAMACHO

Suplente 3: ALBERTO TOMAS PEREZ IZQUIERDO

Bibliografía recomendada

BIBLIOGRAFÍA GENERAL:

Fundamentos de la teoría electromagnética

Autores: J. R. Reitz, F. J. Milford, R. W. Christy

Edición: 4ª

Publicación: Addison Wesley, 1996

ISBN: 0-201-62592-X

Introduction to electrodynamics

Autores: D. J. Griffiths

Edición: 3ª

Publicación: Ed. Prentice-Hall, 2008

ISBN: 9780139199608

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Teoría electromagnética

Autores: M. Zhan

Edición: 3ª

Publicación: McGraw Hill, 1991

ISBN: 968-25-0783-9

Radiation Detection and Measurement

Autores: Knoll

Edición: 13a ed.

Publicación: Wiley, New York, 1979

ISBN: 0138557764

BIBLIOGRAFÍA ESPECÍFICA:

Microwave Engineering

Autores: David M. Pozar

Edición: 3ª

Publicación: John Wiley & Sons, 2004

ISBN: 9780471448785

Antenna Theory. Analysis and design.

Autores: C. A. Balanis.

Edición: 3ª

Publicación: Wiley-Interscience

ISBN: 0-471-66782-X

Student Reference Manual for Electronic Instrumentation Laboratories

Autores: S. Wolf, R. F. M. Smith

Edición: 13a ed.

Publicación: Prentice Hall, 1990

ISBN: 0138557764

Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments

Autores: Leo

Edición: 13a ed.

Publicación: Springer-Verlag, Berlín 1994

ISBN: 9786073221245

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Handbook of X-ray analysis

Autores: V. Grieken

Edición: 13a ed.

Publicación: Marcel Dekker Inc., 1993.

ISBN: 9786073221245

INFORMACIÓN ADICIONAL

Licencia de laboratorio COMSOL Multiphysics 4.0

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