Equipos para la enseñanza de la instrumentación electrónica y la física de plasmas: Segunda etapa

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Título :	Equipos para la enseñanza de la instrumentación electrónica y la física de plasmas: Segunda etapa
Autor :	DE URQUIJO CARMONA, JAIME
Fecha de publicación :	2018
Resumen :	Este proyecto representa la continuación del PE 103815, dedicado a la generación de equipos para la enseñanza de la electrónica y la física de plasmas. La razón de proponer una continuación se debe al éxito obtenido en la primera etapa, ya que los equipos de electrónica fueron probados con éxito en cuatro generaciones estudiantiles. El proyecto que se presenta ahora es continuación del anterior en el sentido de que crecerá a las áreas de electrónica avanzada, pretendiendo generar equipos de enseñanza para la automatización y control de experimentos, ya que los estudiantes de física se desalientan con respecto a los experimentos por no ser motivados en este sentido. Por otra parte, y basados en la experiencia previa, proponemos la construcciòn de un experimento de conteo fotónico que permita al alumno ver, de manera integral, los efectos de una descarga eléctrica desde la emisión de fotones por metaestables en la descarga. Podría decirse que es la culminación de los esfuerzos anteriores al combinar la instrumentación con la física de plasmas para dar al alumno una visión completa de la instrumentación en la ciencia.
URI :	http://132.248.161.133:8080/jspui/handle/123456789/6096
metadata.dc.contributor.responsible:	DE URQUIJO CARMONA, JAIME
metadata.dc.coverage.temporal:	2018-2021
metadata.dcterms.educationLevel.SEP:	Licenciatura
metadata.dc.description.objective:	1 - Ampliar las prácitcas del laboratorio de electrónica analògica/digital a experimentos más complejos que aumenten el conocimiento del estudiante sobre las capacidades de la electrónica para resolver problemas tecnológicos y coadyuvar a la investgiación experimental. 2 - Construir un experimento de conteo fotónico que reúna varias disciplinas (técnicas de vacío, láseres, detección de fotones, sensores, electrónica, interface entre los equipos y la computadora) para observar la formación y destrucción de estados excitados en moléculas. 3 - Formar recursos humanos en ingeniería y física. 4 - Divulgar los desarrollos y promoverlos dentro y fuera de la UNAM en otras facultades y escuelas.
metadata.dc.description.hypothesis:	Consideramos que, generando equipos de enseñanza de la física de plasmas y de la electrónica analógica y digital, seguida de la instrumentación, será posible mejorar el nivel de aprendizaje y motivación de los alumnos de física e ingeniería en estos temas, demandantes a la fecha de especialistas tanto en la industria como en la investigación básica y aplicada. Es así que presentamos una continuación del proyecto anterior porque vemos que es necesario ofrecer un grupo completo de equipos de enseñanza en las materias arriba mencionadas. Tenemos evidencia clara de que, durante la primera etapa del proyecto, los estudiantes consiguieron aprender más en menos tiempo al dotarlos de equipos modernos y a la vez de bajo costo para estudiar la electrónica y la física de plasmas. Proponemos la construcción de equipos para el aprendizaje de la instrumentaciòn en física al construir un experimento de conteo fotónico que incluye varias técnicas: vacío, ´`optica, láseres, electrónica, interfaces, software de control y análisis, entre otros. Por otra parte, también proponemos ampliar la gama de experimentos básicos en electrónica.
metadata.dc.description.strategies:	1 - Equipos para la enseñanza de la electrónica a - Se diseñarán los circuitos b - Se probarán c - Se construirán y volverán a probar d - Se incluirán en cajas enchufables al módulo de control construido en la primera etapa del proyecto. e - Se proporcionarán estas prácticas a los estudiantes para observar los tiempos de ejecución, problemas y mejoras. f - Se elaborarán los manuales de operación. 2 - Experimento de conteo fotónico a - Adquisición de componentes. b - Se diseñará la cámara de vacío. c - Se diseñará el sistema de vacío. d - Se diseñará todo el sistema de instrumentación asociada y óptico. e - Se diseñará el algoritmo de control y adquisición de señales. f - Se procederá al ensamble de los productos generados en los puntos a a e. g - Se instalará el láser de UV que produzca la avalancha. f - Se suprimirán ruidos electromagnéticos por debajo de los niveles de las señales. g - Se harán las primeras pruebas de operación del conjunto. h - Se corregirán los errores encontrados. i - Se entregará el equipo a la primera generaciòn de estudiantes para su prueba. j - Se elaborarán los manuales de operación y el de teoría. Continuar con la generación de equipos para la enseñanza de la electrónica y la física de plasmas de baja temperatura.
metadata.dc.description.goals:	RESPONDEMOS PUNTO A PUNTO LO PROMETIDO: PRIMER AÑO 1 - Nuevos experimentos de electrónica Se construyeron módulos de filtros pasivos, un amplificador de bajo ruido, un convertidor analógico-digital y uno digital analógico. 2 - Se inició el diseño de la cámara de conteo fotónico. Se comenzó con la integración de partes del instrumento: Sistema de vacío, sistema eléctrico; sistema de electrodos e instrumentación electrónica. 3 - Durante esta etapa tuvimos tres estudiantes asociados que concluyeron sus tesis de licenciatura. 4 - Se presentarán los avances en congresos nacionales. SEGUNDO AÑO 5 - Se concluyeron los equipos mencionados en el punto 1 del primer año. 6 -Se comenzó la cámara de conteo fotónico. A la fecha de este reporte, se ha concluido la cámara de vacío. Se espera volver a las labores presenciales para ensamblar todo. 7 - MIguel Montesinos Molina está desarrollando su tesis de licenciatura sobre el diseño y construcción de la Cámara de Conteo Fotónico, asesorado por un participante en este proyecto. El avance en la escritura de su tesis es del 60%.No pudimos tener más estudiantes en 2020. 8 - Se presentaron los avances en congresos nacionales: 6 pósteres y 2 memorias de congreso "in extenso" Se generaron tres reportes técnicos de las cámaras de enseñanza y fotónica, y del experimento "Vela bailarina". TERCER AÑO 9 - Se incluyeron equipos concluidos en el punto 5 del segundo año en el curso de instrumentación. 10 - Miguel Montesinos continúa la escritura de su tesis de licenciatura. 11 - No hubo más estudiantes a causa del cierre de la UNAM en marzo. 12 - Se presentaron trabajos en congresos nacionales. Queríamos llevar un trabajo al American Teachers Association en 2020, pero fue imposible. 13 - Se ha promovido el Entrenador Analógico/Digital en la UAEM. Al volver a las labores continuaremos con la Fac. de Ciencias y la de Ingeniería en Ciudad Universitaria y las ENES y FES. TERCER AÑO Continuamos con las tareas que quedaron pendientes del segundo año hasta que se decretó e 20 de marzo de 2020 el cierre de la Universidad en marzo de 2020. Ya que nuestra propuesta es experimental, que requerimos de los talleres mecánico y electrónico y de las instalaciones del laboratorio para continuar, tal labor no se ha podido reiniciar formalmente sino sólo en los cortos períodos en los que el Estado de Morelos, que es donde reside el laboratorio, ha estado en fase amarilla. Así las cosas, durante estos períodos cortos de ingreso a las instalaciones, avanzamos en la construcción de las Cámaras de Enseñanza y de Conteo Fotónico, con el apoyo de los técnicos académicos, pues en fase amarilla los estudiantes no pueden ingresar. Estamos trabajando en la publicación del artículo sobre la observación de efectos cuánticos y clásicos en producir el efecto fotoeléctrico en un sistema interelectródico al vacío, con alumnos del curso. Esperamos tenerlo listo al volver a las labores presenciales.
metadata.dc.description.selfAssessment:	El desarrollo de este proyecto ha dejado beneficios tangibles en el desarrollo de equipos e instrumentos para la enseñanza de la instrumentación electrónica y la física de plasmas. Asimismo, fue posible que tres estudiantes de licenciatura desarrollaran sus tesis en torno a las necesidades que impuestas por los instrumentos para observar los fenómenos ocurrentes en un plasma de baja temperatura. Se han ido reuniendo las partes necesarias para contar con un equipo que versátil que permita la observación de plasmas continuos y pulsados, poniendo énfasis en aspectos de física atómica y molecular, así como en los fenómenos colectivos de los plasmas. Se ha concluido exitosamente el entrenador para electrónica analógica y digital, mismo que ha demostrado ser muy útil para abreviar el tiempo de construcción del circuito, enfocándose en la observación y el análisis. Ya se cuentan casi 60 estudiantes de física que se han beneficiado con este instrumento, que a la vez resulta ser de bajo costo, pudiendo replicarlo para otras instituciones. Se agregaron a los módulos de estudio existentes tres más, especializados en conversión analógica/digital y temporización. Se hicieron 6 presentaciones del tipo póster en el Congreso Nacional de Física (2019 y 2020), resaltando el experimento de 2020 sobre la influencia de un campo eléctrico en una flama, muy ilustrativo a la vez que sencillo. También se escribieron dos memorias de congreso "in extenso" para el congreso de la Sociedad Mexicana de Instrumentación de 2019. A pesar de no haber podido laborar más de tres meses en 2020, pudimos contar con avances en la construcción de dos experimentos para la enseñanza de los plasmas de baja temperatura. Consideramos que dentro de las restricciones de tiempo impuestas por la pandemia, los objetivos y metas del proyecto se han cumplido satisfactoriamente. Han quedado pendientes el artículo de enseñanza, que lleva un avance del 50% y el de los experimentos de plasmas. El resto se ha podido concluir satisfactoriamente, y lo pendiente se concluirá al volver a las actividades presenciales. Agradecemos al PAPIME el apoyo a este proyecto.
metadata.dc.description.goalsAchieved:	PRIMER AÑO 1 - Se iniciarán los trabajos de diseño y construcción de nuevos experimentos de electrónica, más sofisticados, tales como: Filtros activos y pasivos. Amplificadores de bajo ruido. Instrumentación para el manejo de señales rápidas. Líneas de transmisión Transductores. 2 - Se iniciará el diseño de la cámara de conteo fotónico y se integrarán las partes instrumentales. 3 - Se buscará aumentar el número de estudiantes asociados de tres, en la actualidad, a seis, buscando que uno de ellos lo sea de maestría, para apoyar el experimento de conteo fotónico, comenzando por la cámara de vacío 4 - Se presentarán los avances en congresos nacionales. SEGUNDO AÑO 5 - Se concluirán los equipos mencionados en el punto 1 del primer año. 6 - Se construirá la cámara de conteo fotónico y se integrará a toda la parte instrumental y se iniciarán las pruebas de operación. 7 - Se espera que tres estudiantes de licenciatura concluyan sus tesis. 8 - Se presentarán los avances en congresos nacionales. TERCER AÑO 9 - Se incluirán los equipos concluidos en el punto 5 del segundo año en el currículum del curso de instrumentación. Se harán pruebas de eficiencia con estudiantes de la carrera de física. 10 - Se dedicará este tercer año a que estudiantes de física del los últimos semestres de la carrera se integren, a través del curso de Laboraotrio de Física Moderna realicen las prácticas con el aparato de conteo fotónico. 11 - Se espera que otros tres estudiantes concluyan sus tesis de licenciatura. 12 - Se presentarán los resultados del proyecto en congresos nacionales y uno internacional. 13 - Se divulgarán y promoveran los equipos realizados en escuelas y facultades dentro y fuera de la UNAM. 14 - Se publicarán dos artículos de investigación en revistas indizadas.
metadata.dcterms.provenance:	Instituto de Ciencias Físicas (ICF)
metadata.dc.subject.DGAPA:	Física
metadata.dc.type:	Proyecto PAPIME
Aparece en las colecciones:	1. Área de las Ciencias Físico Matemáticas y de las Ingenierías

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