Técnicas experimentales III

Vamos hoy con una de esas asignaturas que me gustan y otros detestan. Sí, sí, no os extrañéis, resulta que hay muchos alumnos de física – ciencia experimental, no lo olvidemos – a los que no les gusta nada eso de meterse en el laboratorio, hace años escuché a un compañero indignado en el laboratorio decir: “¿Para qué tengo que hacer esto si yo lo que quiero es estudiar cosmología?”. A mí me gusta, ya he trabajado en un laboratorio de investigación como técnico y espero volver a hacerlo.

Dado que esta asignatura es un poco especial no voy a seguir la estructura habitual de estos posts. Os contaré cuales son las prácticas, cuáles son las que yo he hecho y responderé unas pocas cuestiones de índole práctico que todos nos hacemos cuando tenemos que ir a la facultad, creo que os pueden resultar interesantes.

Las prácticas

Hay 8 prácticas divididas en 3 temas diferentes:

  • Óptica
    • Polarización y birrefringencia.
    • Difracción
    • Comprobación experimental de las ecuaciones de Fresnel
    • Espectroscopía con red de difracción. Serie de Balmer.
  • Termodinámica.
    • Efecto Seebeck y peltier (las dos prácticas van juntas)
      • Construcción y caracterización de un termopar.
      • Conductividad térmica y eléctrica de los metales.
    • Coeficiente adiabático de los gases.
    • Punto crítico y efecto Joule-Thomson
  • Física cuántica:
    • Efecto fotoeléctrico.

De todas las prácticas debemos hacer cinco de ellas: dos de óptica, dos de termodinámica y la del efecto fotoeléctrico. En negrita os he marcado las que yo hice, que será de las que hablaré. Las dos de termodinámica están asignadas previamente según el grupo en el que os toque, la de cuántica es obligatoria para todos y podréis elegir las que queréis hacer de óptica.

A mí las que más me gustaron fueron las de óptica. La práctica de difracción tiene dos partes, la primera de ellas consiste en medir una serie de objetos (un pelo, una ranura, un agujero…) usando el fenómeno de la difracción. Básicamente hacemos pasar un láser por el objeto lo que produce una figura de difracción en una pantalla, midiendo la distancia entre mínimos o máximos se puede conocer el tamaño del objeto. La segunda parte consiste en hacer pasar el láser por una ranura haciendo que se forme la figura de difracción pero en este caso usaremos un micrómetro para medir la potencia del láser que nos llega, una vez recolectados los datos se comprueba que obedece la expresión teórica. A mí me resultó una práctica interesante, no es demasiado larga, en absoluto complicada y creo que es muy interesante hacerla si se está haciendo al mismo tiempo la asignatura de óptica II en la que se estudia la difracción.

Difracción de una doble rendija.

Figura de difracción de una doble rendija.

La práctica de espectroscopía también me resultó bastante interesante. Lo que vamos a hacer es, usando una red de difracción, obtener el espectro de varias fuentes de luz. Realizaremos a continuación una serie de medidas con las que obtendremos las longitudes de onda de las diferentes líneas del espectro. Obtendremos también la serie de Balmer del hidrógeno. Esta es también una práctica sencilla e interesante. Creo que también es una buena opción para elegir.

La práctica el efecto fotoeléctrico consiste en obtener la constante de Planck usando una lámpara y una serie de filtros (la foto de portada es el montaje experimental de esta práctica). La verdad es que es una práctica un poco aburrida más que nada porque entre filtro y filtro hay que esperar a que el sistema se estabilice lo que provoca muuuchos tiempos muertos. Pero la verdad es que es sencilla, el análisis de los datos consiste en poco más que hacer un par de ajustes por mínimos cuadrados y da buenos resultados.

Finalmente llegamos a las prácticas de termodinámica que no me gustaron demasiado, aunque seguramente fuera culpa mía.. Las que yo hice son larguísimas y, la verdad, tampoco me resultaron demasiado interesantes. Mientras las hacía no me enteraba de nada, los resultados no nos salieron todo lo bien que deberían haber salido… no sé, no me gustaron demasiado. La construcción del termopar consiste básicamente en eso: construir un termopar, caracterizarlo, hacer una serie de medidas con el termopar y comparar las características de diferentes termómetros. Debo decir, que esta práctica no me la preparé e iba perdidísimo, no me enteraba de nada. La práctica de conductividad se divide en dos partes: la primera es calcular la conductividad térmica de una barra de aluminio para lo que usaremos el termopar calibrado anteriormente, mientras que la segunda consiste en el cálculo de la conductividad eléctrica de la misma barra usando un pequeño circuito con una resistencia y una fuente de alimentación.

No me voy a extender en explicaros cómo se hacen las prácticas porque básicamente es lo mismo que conté en el post sobre técnicas experimentales 2. En mi opinión llevar las prácticas preparadas es muy importante, es un trabajo previo un poco aburrido pero luego quita muchísimo trabajo en el laboratorio, evita repetir medidas y un montón de problemas y dudas que nos pueden surgir. Una vez terminado el trabajo de laboratorio lo suyo es ponerse a realizar el análisis de los datos, de esta forma, si tenemos algo incorrecto podemos corregirlo, tomar alguna medida adicional, buscar posibles fuentes de error, etc. Tened en cuenta que una vez en casa no se puede resolver ningún problema y tendremos que hacer el informe de la práctica con lo que tenemos.

En las anteriores asignaturas de TEX yo llevé las prácticas preparadas, incluso en algunos tenía los informes a medio hacer y hojas de cálculo preparadas para obtener resultados directamente en el laboratorio. En este caso fui con las prácticas digamos que a medio preparar porque no sabía cuales me iban a tocar, iba muy agobiado con el resto de asignaturas y no quería perder el tiempo preparándome una serie de prácticas que luego no iba a hacer. Quizá si tuviera que repetir la asignatura me las prepararía, especialmente las de termodinámica porque me resultaron bastante confusas, los resultados que obtuve no fueron buenos y los problemas los podría haber evitado yendo preparado.

También os recomendaría, para esta asignatura y para cualquier otra de técnicas experimentales tener una serie de scripts programados para realizar las tareas habituales, por ejemplo: calcular el ajuste por mínimos cuadros junto con el error, preparar los datos automáticamente desde un archivo en bruto csv (cifras significativas, etc.), formatear automáticamente los datos en bruto al formato tabla de Latex que más os guste… este tipo de cosas llevan tiempo programarlas pero una vez hechas ahorran un tiempo que es oro, así que merece la pena prepararlas.

Se me olvidó decirlo antes: son cinco prácticas que se deben realizar en cinco días, ocho horas cada día. Lo lógico será hacer el trabajo dentro del laboratorio por la mañana y el análisis de datos por la tarde. Las prácticas se realizan en la sede central de la facultad de ciencias de Madrid, así que si no vivís aquí os tenéis que venir una semana de turismo.

Una vez terminadas las prácticas tendréis bastante tiempo (prácticamente dos meses) antes de entregar los informes pero no os confiéis porque hacer los informes lleva muchísimo tiempo así que no dejéis las cosas para última hora.

Ah, una última cosa: currároslo un poquito porque he visto cada informe que ni un chaval de la ESO…

Algo de información práctica.

Lo que os voy a contar aquí son las dudas que a todos nos surgen cuando tenemos que hacer las prácticas, desde dónde hay que ir y cómo llegar hasta dónde podemos comer.

  • ¿Hay examen?

No, no hay examen, la nota se establece solo con las prácticas que comprenden tanto el trabajo en el laboratorio como los informes. Además, muy importante, no solo hay que entregar los informes sino que antes de que termine la semana de prácticas se deben entregar los datos recogidos del laboratorio en bruto.

  • ¿Dónde son las prácticas?

Cómo decía anteriormente las prácticas de experimentales III se hacen en la facultad de ciencias de la UNED en Madrid situada en el Paseo Senda del Rey 9. Si eres de fuera de Madrid esa semana tienes que venir a hacerlas.

  • ¿Cuándo?

Este año hemos tenido dos turnos, es decir, dos semanas diferentes y pudimos escoger la semana que queríamos ir durante las semanas previas. Os avisarán para que podáis escoger la que os viene mejor. Supongo que las fechas cambiarán de año en año pero para que os sirva de referencia este año la primera semana fue desde el 26 de febrero hasta el 2 de marzo y la segunda desde el 5 al 9 de marzo.

  • ¿Hay ayudas para la gente de fuera de Madrid?

Sí, las hay, no os puedo decir cuanto ni como pedirlas porque yo vivo en Madrid así que no las he tenido que pedir, pero hay ayudas.

  • ¿Cómo llegamos?

A la facultad se puede ir en coche o en transporte público, yo personalmente no iría en coche porque es una locura llegar allí (más aún si no conocéis bien Madrid) y aparcar es casi imposible. Para ir en transporte público lo más sencillo es ir en metro o bus hasta el intercambiador de Moncloa, desde allí se puede coger otro autobús que nos deja en la misma calle de la facultad, o bajar andando desde Moncloa atravesando el parque del Oeste (15-20 minutos). Yo personalmente iba andando desde Moncloa tanto para ir como para venir aunque para volver desde la facultad yo no atravesaría el parque, procurad ir por los laterales y no ir solos (por si acaso).

moncloa

  • ¿Y el primer día qué hacemos?

Simplemente tenéis que presentaros en la facultad a la hora que os indiquen. En el edificio de la facultad en la misma planta por la que se entra y al fondo hay una zona con unos pocos sillones y unas máquinas de café y refrescos, esperad allí e irán a buscaros.

  • ¿Dónde comemos?

Pues donde queráis, podéis salir de la facultad sin problema y hay restaurantes en las facultades a ambos lados de la nuestra. Yo fui todos los días con los compañeros a la facultad de humanidades, tiene un menú muy barato (creo recordar que eran 6,5 €) y no está mal.

  • ¿Se trabaja solo, en pareja, en grupo?

Normalmente en parejas, este año eramos impares así que el hubo un grupo de tres personas pero el resto eran parejas. Este año los grupos se formaron por orden alfabético pero si conocéis a otro compañero y queréis ir con él/ella no creo que hubiera problema. Por supuesto, los informes son individuales.

  • ¿Qué tenemos que llevar?

Además de los guiones de las prácticas deberíais llevar un ordenador portátil para poder hacer el análisis de datos.

Bueno, espero que os sea de ayuda el artículo y si tenéis más dudas podéis dejarlas en los comentarios e iré añadiéndolas en el articulo si son interesantes.

Abraham

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