Técnicas Experimentais I

Familiarizar a alumnas e alumnos coa análise dos fenómenos físicos e da súa medida, prestando especial atención ao tratamento rigoroso dos datos obtidos no laboratorio.
Tratarase de fomentar a capacidade do alumnado de observar, catalogar e modelizar os fenómenos da natureza a partir dos seus coñecementos básicos de física. Preténdese así mesmo que o alumnado adquira coñecementos sobre os fundamentos e aprenda a manexar na práctica, un conxunto de instrumentación eléctrica e electrónica básica.

RESULTADOS DE APRENDIZAXE

Con respecto á materia Técnicas Experimentais I, o alumnado:
- Posuirá capacidade de planificación de distintos problemas no laboratorio
- Saberá utilizar técnicas de coordinación do traballo individual co de grupo.
Ademais, especificamente:
- Será capaz de comparar datos experimentais con modelos dispoñibles acordes a este nivel de estudos.
- Será capaz de manexar claramente os distintos sistemas de unidades.
- Será capaz de realizar experimentos de forma independente, así como describir, analizar e avaliar críticamente os datos experimentais obtidos no laboratorio.
- Comprenderá e dominará o uso dos métodos matemáticos, numéricos e informáticos máis utilizados no tratamento de datos experimentais adecuado a este nivel de estudos.

I.- Laboratorio de Física Xeral

Parte teórica:

Introdución á teoría de incertezas
- Métodos de medida dunha magnitude
- Clasificación de incertezas
- Cifras significativas. Regras de redondeo
Teoría de incertezas
- Medidas directas
- Medidas indirectas
- Media pesada ou ponderada

Análise de regresión
- Regresión lineal
- Regresión polinómica
- Aceptación ou rexeitamento de valores discordantes


Parte práctica:

Realización dunha selección de entre as seguintes prácticas de laboratorio:

- Constante elástica dun resorte. Determinación de densidades
- Leis de Newton
- Choque elástico e inelástico
- Medida da tensión superficial dun fluído
- Momento de inercia. Teorema de Steiner
- Péndulo de Kater
- Momento dunha forza e momento angular
- Determinación de densidades por picnometría. Viscosimetría.
- Capacidade calorífica dos gases
- Ecuación de estado do gas ideal
- Campo e potencial nun condensador plano-paralelo
- Óptica: lentes
- Óptica: espellos
- Óptica: refracción e ángulo límite
- Campo magnético ao redor dun condutor lineal
- Campo magnético creado por dous bobinas paralelas
- Momento magnético no campo magnético
- Balanza electrodinámica
- Curva de carga dun condensador
- Medida de resistencias pequenas


II.- Instrumentación electrónica (Programa teórico e práctico)

Práctica 1.- Instrumentación electrónica e elementos eléctricos en corrente continua: utilización e manexo de resistencias, fontes de alimentación e polímetros.

Practica 2.- Instrumentación electrónica e elementos eléctricos en corrente alterna: utilización e manexo de condensadores, autoinduccions, xeradores de funcións e osciloscopios.

Práctica 3.- Circuítos equivalentes

Practica 4.- Estudo dun circuíto RC

Laboratorio Fisica General:
-Barlow, R. J. “Statistics: a guide to the use of statistical methods in the physical sciences” John Wiley & Sons, LTD, 1988.
-Taylor, John R. “An introduction to error analysis: the study of uncertainties in physical measurements” University Science Books, Sausalito, California, 1982.
-Centro español de metrología “Metrología: Guía para la expresión de la incertidumbre de medida” Ministerio de fomento, 2000.
-Varela Cabo, L. M.; Gómez Rodríguez, F.; Carrete Montaña, J. “Tratamiento de datos físicos”. Universidad de Santiago de Compostela. 2012.
-National Institute of Standards and Technology(USA). “Guide for the Use of the International System of Units(SI)”. URL: httd://physics.nist.gov/Pubs/SP811/
-Sáez Ruiz, S. J.; Font Ávila, L. “Incertidumbre de la Medición: Teoría y Práctica”. L&S Consultores, Maracay, Estado Aragua. 2001.
-Bevington, P. R. “Data reduction and error analysis for the Physical Sciences” McGraw Hill, (1992).
-Sanchez de Río, C. “Análisis de Errores” EUDEMA Universidad, (1989).
-Spiridonov, V. P. y Lopatkin, A. A. “Tratamiento matemático de datos físico-químicos” Ed. Mir, (1973).
-Giambernardino, V. G. “Teoría de los errores” Ed. Reverté Venezolana.
-Rosario Bartiromo, Mario De Vinvenzi. “Electrical Measurements in the Laboratory Practice”. Springer. 2016.


Laboratorio Instrumentación Electrónica:
• J.A.Edmister. “Circuitos Electricos”. McGraw-Hill. S.Schaum.1986. Biblioteca Xeral , R-29965 y Bilioteca Física.
• R. Yorke. “Electric Circuit Theory”. Pergamon Press. Biblioteca Fisica 3-B10-20.
• A.Beléndez, J.G.Bernabéu y otros. “Prácticas de Física”. Universidad Politécnica de Valencia. Servicio de Publicaciones. Biblioteca Fisica 3-A06-20.
• A.Bonet Salóm y otros. “Prácticas de Física”. Universidad Politécnica de Valencia. Servicio de Publicaciones. Biblioteca Fisica 3-A06-18.
• J.Valle, G.Arranz y otros. “Física General. Prácticas de Laboratorio”. Universidad de Valladolid. Servicio de Publicaciones.
• R.J.Higgins. “Electrónica Experimental. Manual de Laboratorio”. Reverté.(agotado)
• R.L.Boylestad, L.Nashelsky. Electronic Devices and Circuit Theory”. Prentice-Hall. 1999. Cap. 22.
• Paul Horowitz y Winfield Hill. “The Art of Electronics”. Cambridge University Press. Biblioteca Fisica . Biblioteca Física: B10-119, B10-119A
• Tomas C. Hayes y Paul Horowitz. “Student Manual for the The Art of Electronics”. Cambridge University Press. Biblioteca Fisica B10-120.
• Manuais de instrucións dos fabricantes da instrumentación utilizada no laboratorio ( páxinas webs respectivas).

Aula Virtual: incluirá material docente elaborado polo profesorado da materia e enlaces a recursos online.

BÁSICAS E XERAIS

CB1 - Que o estudantado demostrase posuír e comprender coñecementos nunha área de estudo que parte da base da educación secundaria xeral, e adóitase atopar a un nivel que, aínda que se apoia en libros de texto avanzados, inclúe tamén algúns aspectos que implican coñecementos procedentes da vangarda do seu campo de estudo.
CB2 - Que o estudantado saiba aplicar os seus coñecementos ao seu traballo ou vocación dunha forma profesional e posúa as competencias que adoitan demostrarse por medio da elaboración e defensa de argumentos e a resolución de problemas dentro da súa área de estudo.
CB3 - Que o estudantado teña a capacidade de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro da súa área de estudo) para emitir xuízos que inclúan unha reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica ou ética.
CB4 - Que o estudantado poida transmitir información, ideas, problemas e solucións a un público tanto especializado como non especializado.
CG1 - Posuír e comprender os conceptos, métodos e resultados máis importantes das distintas ramas da Física, con perspectiva histórica do seu desenvolvemento.
CG2 - Ter a capacidade de reunir e interpretar datos, información e resultados relevantes, obter conclusións e emitir informes razoados en problemas científicos, tecnolóxicos ou doutros ámbitos que requiran o uso de coñecementos da Física.
CG3 - Aplicar tanto os coñecementos teóricos-prácticos adquiridos como a capacidade de análise e de abstracción na definición e formulación de problemas e na procura das súas solucións tanto en contextos académicos como profesionais.

TRANSVERSAIS

CT1 - Adquirir capacidade de análise e síntese.
CT2 - Ter capacidade de organización e planificación.
CT4 - Ser capaz de traballar en equipo.
CT5 - Desenvolver o razoamento crítico.
CT6 - Desenvolver a creatividade, iniciativa e espírito emprendedor.

ESPECÍFICAS

CE1 - Ter unha boa comprensión das teorías físicas máis importantes, localizando na súa estrutura lóxica e matemática, o seu soporte experimental e o fenómeno físico que pode ser descrito a través deles.
CE2 - Ser capaz de manexar claramente as ordes de magnitude e realizar estimacións adecuadas co fin de desenvolver unha clara percepción de situacións que, aínda que fisicamente diferentes, mostren algunha analogía, permitindo o uso de solucións coñecidas a novos problemas.
CE3 - Familiarizarse cos modelos experimentais máis importantes, ademais ser capaces de realizar experimentos de forma independente, así como describir, analizar e avaliar críticamente os datos experimentais.
CE4 - Ser capaz de comparar novos datos experimentais con modelos dispoñibles para revisar a súa validez e suxerir cambios que melloren a concordancia dos modelos cos datos.
CE5 - Ser capaz de realizar o esencial dun proceso ou situación e establecer un modelo de traballo do mesmo, así como realizar as aproximacións requiridas co obxecto de reducir o problema ata un nivel manexable. Demostrará posuír pensamento crítico para construír modelos físicos.
CE6 - Comprender e dominar o uso dos métodos matemáticos e numéricos máis comunmente utilizados en Física.
CE7 - Ser capaz de utilizar ferramentas informáticas e desenvolver programas de software.

Seguiranse as indicacións metodolóxicas xerais establecidas na Memoria do Título de Grao en Física da USC. As clases serán presenciais e a distribución de horas expositivas e interactivas segue o especificado na Memoria de Grao.

Activarase un curso na plataforma Moodle do Campus Virtual, á que se subirá información de interese para o alumnado, así como material docente diverso.

O primeiro día lectivo que corresponda, entregaráselle a cada alumno/a unha carpetilla co programa detallado da signatura que inclúe bibliografía básica e complementaria e os guiones de cada unha das prácticas de laboratorio que deben realizar. Este material estará tamén a disposición do estudantado na USC virtual.
Por outra banda, o alumnado deberá manexar a bibliografía proposta ou outra apropiada da que se atope á súa disposición na Biblioteca, ademais do material docente a través de Internet, para a preparación dos distintos experimentos e prácticas de laboratorio propostos. Cando o alumnado o crea necesario, deberá acudir a tutorías co Profesorado da asignatura, no horario establecido para ese efecto, para discutir e aclarar aquelas dúbidas que lle puidesen xurdir, tanto prácticas como teóricas, para as cales ben non atopou solución, ben necesita contrastar ideas ou ben necesita material de apoio.

A avaliación do alumnado levarase a cabo mediante unha avaliación continua nos propios laboratorios de prácticas así como a través dun conxunto de controis e, no seu caso, dun exame final, tal e como se detalla seguidamente:

Laboratorio de Instrumentación electrónica:

Será obrigatoria a realización de todas as prácticas propostas e a presentación dunha memoria de prácticas que inclúa os resultados obtidos e a súa análise detallada. Realizarase unha avaliación continua do alumnado no laboratorio. Dita avaliación continua conxuntamente coa memoria de prácticas do alumnado configurará o 100% da cualificación final de instrumentación electrónica.
As/os estudantes que obteñan unha cualificación entre 4 e 5 poderán compensar o suspenso coa nota de Laboratorio de Física Xeral, na forma indicada ao final desta sección.

Laboratorio de Física Xeral:

Será obrigatoria a realización de, como mínimo, un 75% das prácticas propostas e a presentación dunha memoria de prácticas que inclúa os resultados obtidos e a súa análise detallada. Aquelas/es estudantes que non verifiquen a condición anterior non poderán presentarse ao exame final da materia. Realizarase unha avaliación continua do alumnado no laboratorio. Dita avaliación continua conxuntamente coa memoria de prácticas do alumnado terá un peso do 50% na cualificación final.
Unha vez finalizada a parte teórica desta materia (teoría de incertezas e análises de regresión) procederase á realización dun exame escrito. A asistencia ás clases teóricas relacionadas co tratamento de datos e incertezas será considerada obrigatoria.
O exame final da materia constará de dous partes: unha parte tipo test sobre as prácticas realizadas por cada estudante e unha segunda parte sobre o tratamento de incertezas.
A nota final, entre 0-10 desta parte, obterase dunha media das distintas cualificacións obtidas polo alumnado nas probas realizadas incluíndo a memoria individual de prácticas que debe presentar cada estudante. É necesario obter unha cualificación de 3,5 puntos en calquera das probas para realizar a media.

NOTA FINAL DA MATERIA: A nota final calcularase facendo unha media ponderada das distintas cualificacións obtidas por cada estudante en cada unha das dúas partes da materia, na forma: 1/3 (nota de laboratorio Instrumentación Elec.) + 2/3 (nota laboratorio Física Xeral), coa condición de que será necesario obter unha cualificación mínima de 4 puntos sobre dez en calquera das dúas partes da materia para poder obter a cualificación de aprobado na materia.

Para os casos de realización fraudulenta de exercicios ou probas será de aplicación o recollido na "Normativa de avaliación do rendemento académico dos estudantes e de revisión de cualificacións da USC (Artigo 16)”.

Clases en grupo grande. 8 h
Clases con ordenador/Laboratorio en grupo reducido. 48 h
Titorías en grupos moi reducidos ou individualizadas. 4 h
Estudo autónomo individual ou en grupo. 30 h
Escritura de exercicios, conclusións ou outros traballos. 45 h
Programación/experimentación e outros traballos en ordenador/laboratorio. 15 h

Cando o alumno comece coa materia de Técnicas Experimentais I será a primeira vez que se enfronte, no grao en Física, a unha materia fundamentalmente práctica. Non é necesario que o alumnado cursase previamente outras materias do grao, pero recoméndase que curse simultáneamente as materias de Física Xeral I e Física Xeral II.