IDENTIFICACIÓN Asignatura             Ondas y Laboratorio Área                   Ciencias Básicas                        N...
CONTENIDOS                      INDICADORES DE     COMPETENCIA                                         TEMÁTICOS          ...
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  1. 1. IDENTIFICACIÓN Asignatura Ondas y Laboratorio Área Ciencias Básicas Nivel 5 Código OLF54 Pensum Correquisito(s) Prerrequisito(s) CLF44,CVW74 Créditos 4 TPS TIS TPT TITJUSTIFICACIÓNEl último tópico de las físicas básicas en la formación de un físico, lo constituye es estudio de lasvibraciones y ondas. Esta área del conocimiento le proporciona los elementos fundamentales para lacomprensión de temas como sistemas en estados resonantes, procesamiento de señales,procesamiento de imágenes, teoría de la información, comunicaciones ópticas, comunicaciones pormedios electrónicos, entre otros.El acompañamiento al marco teórico de la teoría de ondas y óptica con sesiones de laboratorio,completa la preparación básica necesaria para enfrentar áreas como la física moderna y la teoría deFourier para las aplicaciones ópticas.El esfuerzo y la dedicación a esta área del conocimiento, es garantía para una buena preparaciónque se requiere para encarar futuros retos en la formación profesional.OBJETIVO GENERALDesarrollar competenciasen el individuo que le permitan racionalmente dar explicación y solucióna problemas y situaciones, ambos relacionados con el fenómeno ondulatorio, tanto mecánico comoelectromagnético.OBJETIVOS ESPECÍFICOSAplicar las ecuaciones diferenciales de campo y la solución a la ecuación de onda en situacionesrelacionadas con cuerdas, barras, resortes, columnas de aire y sistemas resonantes.Deducir a partir de principios y teoremas, las leyes de la reflexión y refracción de ondaselectromagnéticas principalmente.Aplicar los conceptos fundamentales de la óptica geométrica,en la formación de imágenes eninstrumentos como espejos, superficies refringentes, lentes y sistemas compuestos.Establecer criterios o condiciones bajo los cuales se presenta polarización, interferencia y difracciónde la luz.COMPETENCIAS Y CONTENIDO TEMÁTICO 1
  2. 2. CONTENIDOS INDICADORES DE COMPETENCIA TEMÁTICOS LOGROSIdentificar entre todos los Definición de movimiento Aplica claramente lasmovimientos periódicos en la oscilatorio. Cinemática del ecuaciones de la cinemática ennaturaleza, los que son movimiento armónico simple. el movimiento armónicooscilatorios y dentro de estos Dinámica del movimiento simple.los que son movimientos armónico simple. Sistema Identifica mediantearmónicos simples, junto con masa-resorte.Péndulo simple. argumentos dinámicos, si unasus propiedades y métodos de Péndulo compuesto. Péndulo partícula describe unsolución a situaciones físicas de torsión. Superposición de movimiento armónico simple.sencillas. dos movimientos armónicos Explica con ejemplos los tres simples en la misma dirección. tipos de oscilaciones Superposición de dos amortiguadas . movimientos armónicos Explica claramente los tópicos simples en direcciones de oscilaciones sub- perpendiculares. Movimiento amortiguadas forzadas y oscilatorio amortiguado. resonancia, esencialmente en Movimiento oscilatorio sistemas mecánicos. forzado. Análisis de Fourier. Explica la importancia del análisis de Fourier.Aplicar soluciones a Introducción. Tipos de ondas: Establece con claridad lafenómenos de tipo ondulatorio longitudinales y transversales. clasificación de las ondasuna vez establecidas la Descripción matemática de la Deduce fácilmente la ecuaciónecuaciones diferenciales de propagación del movimiento diferencial del movimientocampo, y las condiciones ondulatorio. Ecuación ondulatorio.iniciales y de frontera si las diferencial del movimiento Expone las características mashay. ondulatorio. Ondas relevantes de los movimientos transversales en una cuerda. ondulatorios en cuerdas, Ondas longitudinales en una barras, resortes y columnas de barra. Ondas transversales en aire. una barra. Ondas Explica con argumentos los longitudinales en una columna fenómenos de reflexión y de gas.Ondas longitudinales en transmisión de las ondas. un resorte. Reflexión y Discute la diferencia entre la transmisión de las ondas. superposición de oscilaciones Propagación de la energía en y la superposición de ondas. una onda. Superposición de Diferencia entre una onda ondas. Ondas estacionarias. estacionaria y una onda Efecto Doppler. viajera. Explica la característica más importante del efecto Doppler. 2
  3. 3. Aplicar las ecuaciones de Ondas Electromagnéticas Obtiene la ecuación diferencialMaxwell a la solución de Planas. Energía y Momento de del campo electromagnético aproblemas y al estudio de una Onda Electromagnética. partir de las ecuaciones detópicos relacionados con la Presión de Radiación. Maxwell.propagación de ondas Principio de Huygens. Explica con claridad laselectromagnéticas en el vacío y Teorema de Malus. Principio propiedades de una ondaen la materia de Fermat del tiempo electromagnética tales como su estacionario energía y momento. Reflexión y Refracción de Utiliza en la solución de ondas planas. Coeficientes de situaciones sencillas, el Fresnel. principio de Huygens, teorema de Malus y el principio de Fermat. Obtiene las leyes de reflexión y refracción utilizando ondas planas. Aplica los coeficientes de Fresnel en la solución de problemas.Aplicar los principios y leyes Reflexión en una superficie Construye con ayuda de losde la Óptica Geométrica al esférica. Refracción en una rayos principales,imágenes enestudio de la propagación de la superficie esférica un espejo esférico, superficieluz en medios dieléctricos, y a refringenteLentes. esférica refringente y lentes .la formación de imágenes en Instrumentos ópticos. Logra definir, cuando unsuperficies esféricas, Dispersión en un prisma. sistema es convergente orefringentes y lentes. divergente. Deduce la ecuación que relaciona la posición y la imagen Deduce la ecuación para el aumento lateral de espejos superficies refringentes y lentes.Aplicar los conceptos y Interferencia de ondas de dos Explica las condiciones paradesarrollos teóricos de las fuentes sincrónicas. que se produzcan lospropiedades de interferencia y Interferencia de ondas de fenómenos de interferencia ydifracción de la luz en la varias fuentes sincrónicas. difracción.solución de problemas y Difracción de Fraunhofer por Ilustra aplicaciones de lossituaciones sencillas. una rendija rectangular. fenómenos citados en el campo Difracción de Fraunhofer por de la metrología. dos rendijas rectangulares Aplica las ecuaciones de la paralelas. óptica física en la solución de Difracción de Fraunhofer de un problemas sencillos. orificio circular. Redes de difracción. 3
  4. 4. ESTRATEGIA DE SEGUIMIENTO Y EVALUACIÓNPara el curso de Ondas y Laboratorio, se establece la siguiente evaluación:Primer parcial: Oscilaciones con un valor de 18%Segundo parcial: Movimiento ondulatorio (ondas mecánicas), con un valor de 18%Tercer parcial: Ondas electromagnéticas, con un valor de 18%Final: Óptica geométrica y física, con un valor del 20%Prácticas de laboratorio con un valor de 16%Trabajo independiente con un valor de 10%.ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS / METODOLÓGICAS• Antes de cada sesión de clase, el estudiante debe al menos haber leído los conceptosteóricos de los tópicos que se van a tratar en dicha sesión.• En cada sesión al comienzo, el docente realizará una síntesis de los tópicos a tratar.• En cada sesión de clase, el docente deja actividades pendientes que pueden ser pequeñasconsultas, llevar a cabo ciertos desarrollos matemáticos que complementen lo visto en esa sesión,entre otros.• Cada sesión requiere del estudiante la realización de unos cuantos ejercicios o problemassugeridos por el profesor.• Cada semana, hay una sesión de 2 horas para asesorar al estudiante en las actividadessugeridas en los dos últimos ítems.• Adicionalmente, como este es un curso teórico práctico, se debe realizar un determinadonúmeros de prácticas de laboratorio. En este momento hay diseñadas 11 sesiones de prácticas. 4
  5. 5. REFERENCIA BIBLIOGRÁFICASAlonso, M. y Finn, E., Física: Mecánica, Vol. 1, Fondo Educativo Interamericano, S. A.1976,MéxicoAlonso,M. y Finn,E., Física:Campos y Ondas,Vol.2,Fondo educativointeramericano,S.A.1976,MexicoSerway,R., Física.TomoI,cuartaedición,McGraw-Hill Interamericana editors,1997,MexicoSerway,R.,Física.TomoII,cuarta edición, McGraw-Hill Interamericana editors,1997,Mexico.Sears,F., Zemansky, M.,Young,H. y Fredman, R., Física Universitaria.TomoI,novena edición,Addison Wesley Longman,Mexico,1998.Sears,F., Zemansky, M.,Young,H. y Fredman, R., Física Universitaria.TomoI I, novena edición,Addison Wesley Longman,Mexico,1999.Fishbane,P.,Gasiorowicz,S. y Thornton,S.,Física para Ciencias e Ingeniería,Vol.1,primeraedición,Prentice Hall Hispanoamericana,Mexico,1994.Fishbane,P.,Gasiorowicz,S. y Thornton,S., Física para Ciencias e Ingeniería,Vol.2,primeraedición,Prentice Hall Hispanoamericana,Mexico,1994.Gettys, W.,Keller,F. y Skore,M.,Física Clásica y Moderna,Mcgraw-Hill,1991,Madrid.Resnick,R., Halliday,D. y Krane,K.,Física.Vol.1,quinta edición, grupo PatriaCultural,S.A.,2002,Mexico.Resnick,R., Halliday,D. y Krane,K.,Física.Vol.2,quinta edición, grupo PatriaCultural,S.A.,2002,Mexico.Burke,J. y Lea,S.,La naturaleza de las cosas.Vol.1, International Thomson Editores,Mexico,1999.Burke,J. y Lea,S.,La naturaleza de las cosas.Vol.2 ,International Thomson Editores,Mexico,1999.Hecht,E.,Física 1.Algebra y Trigonometría,segunda edición,International ThomsonEditores,1998,Mexico.Hecht,E.,Física 2.Algebra y Trigonometría,segunda edición,International ThomsonEditores,1998,Mexico.Giancoli, D.,Física.Principios con Aplicaciones,sexta edición,Pearson Educación,Mexico,2006. 5

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