OPTICA II

OPTICA II

GRADO EN FISICA

1. Datos de la asignatura

(Fecha última modificación: 21-07-17 21:38)
Código
100829
Plan
ECTS
6.00
Carácter
OBLIGATORIA
Curso
3
Periodicidad
Segundo Semestre
Área
ÓPTICA
Departamento
Física Aplicada
Plataforma Virtual

Campus Virtual de la Universidad de Salamanca

Datos del profesorado

Profesor
Iñigo Juan Sola Larrañaga
Grupo/s
1
Departamento
Física Aplicada
Área
Óptica
Centro
Fac. Ciencias
Despacho
Trilingüe T2312
Horario de tutorías

Lunes y Miércoles de 16-17h (profesor Iñigo Sola Larrañaga)

Lunes y Miércoles 16:30-18:30. Concertar previamente (profesor Javier Rodríguez)

 

URL Web
-
E-mail
ijsola@usal.es
Teléfono
923294500, Ext. 1337
Profesor
Javier Rodríguez Vázquez Aldana
Grupo/s
1
Departamento
Física Aplicada
Área
Óptica
Centro
Fac. Ciencias
Despacho
T2312 (Trilingüe)
Horario de tutorías

Lunes y Miércoles de 16-17h (profesor Iñigo Sola Larrañaga)

Lunes y Miércoles 16:30-18:30. Concertar previamente (profesor Javier Rodríguez)

 

URL Web
diarium.usal.es/jrval
E-mail
jrval@usal.es
Teléfono
923294678
Profesor
Luis Plaja Rustein
Grupo/s
1
Departamento
Física Aplicada
Área
Óptica
Centro
Fac. Ciencias
Despacho
Trilingüe T2312
Horario de tutorías

Lunes y Miércoles de 16-17h (profesor Iñigo Sola Larrañaga)

Lunes y Miércoles 16:30-18:30. Concertar previamente (profesor Javier Rodríguez)

 

URL Web
-
E-mail
lplaja@usal.es
Teléfono
923294436, Ext. 1337

2. Sentido de la materia en el plan de estudios

Bloque formativo al que pertenece la materia.

Módulo de óptica.

Papel de la asignatura.

Se trata de una asignatura fundamental para el futuro graduado en Física, continuación de la asignatura de Óptica I. Se cursa en el segundo semestre de 3º junto a Física del Estado Sólido I, Física Estadística y Física Cuántica II. Sienta las bases para el resto de asignaturas del Módulo de óptica de la titulación: Óptica Coherente y Fotónica

Perfil profesional.

Al ser una asignatura obligatoria, es fundamental para cualquier perfil vinculado al Grado en Física.

3. Recomendaciones previas

Es recomendable que se curse habiendo adquirido los conocimientos y competencias de las asignaturas correspondientes a los dos primeros cursos del Grado, así como de las asignaturas del primer cuatrimestre, especialmente Óptica I y Laboratorio de Óptica. También es muy recomendable que el alumno haya cursado las asignaturas de Electrodinámica clásica y Física cuántica I, y que simultanee su estudio con Física del Estado Sólido I y Física Cuántica II.

4. Objetivo de la asignatura

  • Conocer el formalismo electromagnético de la propagación de la luz en medios cristalinos. Saber aplicar las ecuaciones de Maxwell y manejar la ecuación de ondas
  • Comprender la fenomenología de la propagación de la luz en medios anisótropos y aprender a calcular en el caso particular de materiales uniáxicos
  • Conocer las aplicaciones principales de los materiales anisótropos
  • Establecer los límites de la óptica lineal y dar una explicación clásica de los fenómenos no lineales
  • Plantear la óptica geométrica como aproximación de la óptica física cuando l tiende a 0. Formulación matricial de la marcha de rayos.
  • Saber las bases de funcionamiento de las principales fuentes de luz, especialmente el láser.
  • Conocer las bases de funcionamiento de detectores de luz para poder elegir el adecuado en un problema particular.
  • Conocer los principios básicos de propagación de la luz guiada y su utilización en el campo de las comunicaciones por fibra óptica y dispositivos de óptica integrada.

5. Contenidos

Teoría.

Tema 1 Óptica de medios anisótropos

  • Medios anisótropos. Ejes principales. Ecuaciones de Maxwell para un medio anisótropo. Ecuación de ondas. Ondas planas en un medio anisótropo.
  • Birrefringencia y refracción cónica
  • Propagación de ondas planas en medios uniáxicos. Polarización y vector de Poynting. Ley de Snell
  • Aplicaciones principales de los medios anisótropos

Tema 2  Introducción a la óptica no lineal

  • Procesos ópticos no lineales
  • Modelo clásico de oscilador anarmónico
  • Efectos principales de las susceptibilidades de segundo y tercer orden
  • Efectos de orden alto: límite no perturbativo

Tema 3  Fundamentos de la óptica geométrica

  • Las aproximaciones de la óptica geométrica.
  • Definiciones de la óptica geométrica.
  • Teoremas fundamentales y ecuaciones de la trayectoria del rayo

Tema 4  Formación de imagen. Sistemas ópticos

  • Sistemas ópticos: Definiciones y convenios.
  • Formación de imagen y aproximación paraxial.
  • Elementos cardinales del sistema óptico.
  • Resolución de sistemas ópticos: método matricial.

Tema 5  Radiometría. Emisores y detectores de radiación

  • Radiometría y fotometría
  • Emisores de radiación. Emisores térmicos y emisores no térmicos
  • Detectores de radiación. Detectores térmicos. Detectores cuánticos. CCD.

Tema 6  Laser

  • Descripción de los procesos radiativos. Absorción, emisión espontánea y estimulada.
  • Inversión de población. Ciclo de bombeo
  • Cavidad laser. Modos longitudinales y transversales
  • Tipos de láseres
  • Aplicaciones

Tema 7  El ojo

  • Anatomía del ojo
  • El ojo como sistema óptico
  • Defectos de la refracción

Tema 8  Fibras ópticas. Comunicaciones ópticas. Óptica integrada

  • Propagación en una fibra óptica
  • Mecanismos de atenuación y dispersión
  • Tipos de fibras

6. Competencias a adquirir

Básicas / Generales.

CB-2: Saber aplicar los conocimientos físicos a su trabajo o vocación de una forma profesional y poseer las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro del área de la Física.

CB-3: Tener la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes, dentro del área de la Física, para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética.

CB-4: Poder transmitir información, ideas, problemas y soluciones del ámbito del área de la Física a un público tanto especializado como no especializado.

CB-5: Haber desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores en Física con un alto grado de autonomía.

CG-1: Desarrollar las capacidades de análisis y de síntesis con el objeto de poder abstraer las propiedades estructurales de la realidad física distinguiéndolas de aquellas puramente ocasionales y poder inferirlas, comprobarlas o refutarlas con experimentos u observaciones físicas.

CG-2: Incrementar la capacidad de organización y planificación con el objeto de resolver con éxito el problema analizado.

CG-3: Desarrollar la capacidad de razonamiento crítico para poder identificar analogías entre fenómenos físicos diferentes y ser capaz de construir modelos físicos, así como poder detectar errores en razonamientos, aproximaciones o cálculos incorrectos.

CG-4: Ser capaz de plantear y resolver problemas físicos obteniendo una descripción no sólo cualitativa sino también cuantitativa y con el grado de precisión que sea requerido del fenómeno físico en cuestión.

CG-5: Aprender de manera autónoma nuevos conocimientos y técnicas.

Específicas.

CE-1: Tener una buena comprensión de las teorías físicas más importantes, localizando en su estructura lógica y matemática, su soporte experimental y el fenómeno físico que puede ser descrito a través de ellos.

CE-2: Haberse familiarizado con las áreas más importantes de la Física, no sólo a través de su importancia intrínseca, sino por la relevancia esperada en un futuro para la Física y sus aplicaciones, familiaridad con los enfoques que abarcan muchas áreas en Física.

CE-3: Saber formular las relaciones funcionales y cuantitativas de la Física en lenguaje matemático y aplicar dichos conocimientos a la resolución explícita de problemas de particular interés.

CE-4: Ser capaz de evaluar claramente los órdenes de magnitud, de desarrollar una clara percepción de las situaciones que son físicamente diferentes, pero que muestran analogías, permitiendo por lo tanto el uso de soluciones conocidas a nuevos problemas.

CE-5: Comprender y dominar el uso de los métodos matemáticos y numéricos más comúnmente utilizados.

CE-6: Ser capaz de buscar y utilizar bibliografía en Física y otra bibliografía técnica, así como cualquier fuente de información relevante para trabajos de investigación y desarrollo técnico de proyectos.

CE-7: Ser capaz de identificar lo esencial de un proceso / situación y establecer un modelo del mismo; el graduado debería ser capaz de realizar las aproximaciones requeridas con el objeto de reducir el problema hasta un nivel manejable; pensamiento crítico para construir modelos físicos. CE-8: Ser capaz de trabajar en un grupo interdisciplinario, de presentar mediante medios escritos y orales su propia investigación o resultados de búsqueda bibliográficos tanto a profesionales como a público en general.

CE-10: Adquirir una comprensión de la naturaleza de la investigación en Física, de las formas en que se lleva a cabo, y de cómo la investigación en Física es aplicable a muchos campos diferentes al de la Física, por ejemplo la ingeniería; habilidad para diseñar procedimientos experimentales y teóricos para: (i) resolver los problemas corrientes en la investigación académica o industrial; (ii) mejorar los resultados existentes.

7. Metodologías

Clases magistrales de teoría

El profesor expondrá el contenido teórico de los temas utilizando material docente específico que se proyectará a través del cañón. Se proporcionarán al alumno las presentaciones de clase a través de la plataforma Studium para facilitar el seguimiento de las mismas.

Seminarios

Resolución de cuestiones prácticas y ejercicios adecuados a los objetivos de la asignatura, en los que se requerirá la participación de los alumnos. Los enunciados de los ejercicios estarán a disposición de los alumnos previamente en la plataforma Studium. En las clases de seminarios se realizarán algunas actividades de ampliación de los contenidos de la asignatura.

8. Previsión de Técnicas (Estrategias) Docentes

9. Recursos

Libros de consulta para el alumno.

E. Hecht: Óptica, Addison Wesley Iberoamericana, 2000

J.M.Cabrera, F.J.López y F. Agulló: Óptica electromagnética Vol I: Fundamentos y Vol II: Materiales y Aplicaciones, Addison Wesley Iberoamericana, Vol I (1998), Vol II (2000)

M.Born y E.Wolf: Principles of Optics, Cambridge University Press, 7th ed., 2002

B.E.A. Saleh y M.C. Teich : Fundamentals of Photonics, John Wiley & Sons, 2nd Edition. 2007.

Otras referencias bibliográficas, electrónicas o cualquier otro tipo de recurso.

10. Evaluación

Consideraciones generales.

La evaluación de las competencias de esta materia se hará teniendo en cuenta el trabajo del alumno durante el curso y los resultados de una prueba escrita final.

Criterios de evaluación.

La evaluación valorará la adquisición de las competencias de carácter teórico y práctico que se comprobará tanto por actividades de evaluación continua como por una prueba escrita final. Las actividades de evaluación continua supondrán el 30% de la nota de la asignatura. La prueba escrita final será el 70% de la nota.

Para poder superar la asignatura se requiere que la calificación en esta prueba supere el 40% de la nota máxima de la prueba.

Instrumentos de evaluación.

Evaluación continua:

Se valorará la participación en clase de los alumnos a través de la contestación a cuestiones planteadas periódicamente a través de PollEverywhere y de la resolución voluntaria de problemas en la pizarra. Se realizarán dos pruebas parciales presenciales.

Prueba escrita:

Al finalizar el curso y en el periodo previsto en el calendario académico se realizará una prueba escrita que consistirá en la resolución de problemas y cuestiones.  

Recomendaciones para la evaluación.

Se recomienda la asistencia y participación activa en todas las actividades docentes programadas.

Recomendaciones para la recuperación.

La evaluación continua no es recuperable, manteniéndose en ella la calificación de la primera convocatoria. Para recuperar la parte de nota correspondiente a la prueba escrita final se realizará una prueba escrita en iguales condiciones que en la primera convocatoria.

11. Organización docente semanal