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Título : Propagacion de ondas en medios sólidos, fluidos y gases
Autor : REYES, JOSE MANUEL
Fecha de publicación : 2016
Resumen : Varios cursos de laboratorio de la facultad de ciencias, a saber: Laboratorio de Fenómenos colectivos, Laboratorio de electromagnetismo y laboratorio de óptica como se muestra en sus respectivos temarios imparten temas de ondas de manera somera debido a que es uno de los últimos temas y por lo consiguiente está supeditado al tiempo. La parte teórica de dichos laboratorio también se da forma muy superficial, incluso en fenómenos colectivos el tema de ondas esta difuso en el temario. Otra deficiencia generada en los temarios para el estudio de ondas es el análisis frecuencial, existe muy poco interés por enseñar análisis espectral de señales. La falta de interés o por falta de tiempo, por los extensos temarios de las materias, se está dejando de lado el análisis frecuencial de una onda. Generalmente el estudio y análisis de ondas, tanto teóricamente como experimental, se hace en el domino del tiempo; por lo consiguiente el estudio frecuencial es poco conocido, o nada conocido, por nuestros egresados, y esto tiene por consecuencia que cuando nuestros egresados laboran en laboratorios de investigación, ya en su vida profesional, dejen el análisis frecuencial en manos de los equipos digitales; y por falta de conocimiento de los mismos instrumentos, tanto en sus limitantes en la adquisición de la señal como el funcionamiento de operación; no logran una análisis frecuencial adecuado. Crear una serie de mini proyectos con los cuales sea posible estudiar y analizar el movimiento ondulatorio. Estos minis proyectos les permitirá a los estudiantes de la carrera física y de física-biomédica analizar y entender el comportamiento ondulatorio en diferentes fenómenos físicos y las aplicaciones en áreas de la medicina. El método de enseñanza propuesto por la carrera de física-Biomédica está diseñado para que los alumnos de los primeros tres semestres desarrollen habilidades de observación, medición y calibración en una serie de proyectos dirigidos. El tema, estudio y análisis de ondas es muy importante en las diferentes ramas de la ciencia como en la medicina. Con este proyecto se pretende subsanar lo que por falta de tiempo o de forma discreta se da en las diferentes materias de la carrera de Física como de Física Biomédica. Además se impartirán cursos y talleres para la actualización de los nuevos profesores que se integraran a la nueva carrera de Física Biomédica. Esta carrera creció en más de un 70% con respecto a la primera generación, por lo que la integración de nuevos profesores será necesaria con el tiempo. Actualmente en este proyecto participarán investigadores y profesores inscritos en la Facultad de Ciencias, comprometidos con la enseñanza; lo que permitirá enriquecer el proyecto e impactará en la actualización de los profesores y en una mejor preparación para nuestros estudiantes. Se realizarán prácticas con los dispositivos creados en este proyecto. Los productos que producirá este proyecto no solo están dirigidos para estudiantes de nivel superior, también pretende impactar a estudiantes del nivel medio superior, mediante la propuesta de agregar en una pagina web en donde se muestren los proyectos mediante el uso de videos de algunos resultados.
URI : http://132.248.161.133:8080/jspui/handle/123456789/6133
metadata.dc.contributor.responsible: REYES, JOSE MANUEL
metadata.dc.coverage.temporal: 2016-2019
metadata.dcterms.educationLevel.SEP: Licenciatura
metadata.dc.description.hypothesis: Nuestros egresados poco saben sobre importancia de analizar una determinada,al menos de forma experimenal. Los experimentos que se pretenden desarrollar en este proyecto, por su diseño y estructura, podrían subsanar esta deficiencia de conocimiento. Con simples prácticas en donde se muestre los comportaminetos frecuenciales de diferentes señales, hasta experimentos en donde se aplique el comportamineto de una onda que viaja a travez de un medio, solido, liquido o elastico los estudiantes de las carreras de física, física biomedia y ciencias de la tierra podrían ser capaces de extrapolar la importancia de analizar una señal en el dominio de las frecuencias, y sobre todo aprenderían a emplear el uso de instrumentos con dicho fin. En la carrera de ciencias de la tierra no es muy común el uso de instrumentación, el manejo de instrumentos generalmente es mas demostrativo por parte del profesor que un conocimineto que deban aprender los alumnos. La serie de experimentos que se desean desarrollar durante el tiempo que dure este proyecto podrían reforzar tan importante conocimiento. Aunque generalmente mi experiencia y dialogo con profesores y estudiantes, la instrumentación es un tema que los alumnos nos son diestros en su manejo. Todos los experimentos desarrolados en este proyecto tendran un solo objetivo, estudio de ondas propagandoce en medios, sólidos, liquidos o gases. Realizar una serie de experimentos que contengan frecuencias desde 10Hz hasta 1TeraHz, los alumnos podrían ser capaces de visualizar una amplia gama de aplicaciones en donde este involucrado el movimiento ondulatorio.
metadata.dc.description.strategies: Se diseñara la pagina web con la finalidad divulgar y promover la importancia del estudio y análisis, así mismos exponer el amplia gama de aplicaciones del movimiento ondulatorio. a)Se analizarán la propagación de una onda transversal empleando el tubo de Kundt (con un diámetro de 10cm y 1 metro de largo), se caracterizara y se realizara procesamiento de señales con el fin de estudiar armónicos en la señal propagada. b)Se analizarán la propagación de una onda transversal empleando el tubo de Kundt (con un diámetro de 20cm y 1 metro de largo), se caracterizara y se realizara procesamiento de señales con el fin de estudiar armónicos en la señal propagada. Así mismo se resaltarán las diferencias, sus ventajas y desventajas, entre ambos tubos. c)Se diseñará y construirá un sistema para realizar mediciones de los nodos formados en distintas placa. Este sistema permitirá, además de estudiar la formación de nodos, caracterizar algunas bases de instrumentos musicales, tales como guitarras y violines, membranas de tambores entre otras cosas. d)Se construirán instrumentos que permitan introducir a los alumnos al análisis de señales mediante experimentos en los que se involucren ondas senoidales. e)Diseño y construcción de una cuba de ondas, con la cual será posible estudiar ondas transversales de baja frecuencia. f)Diseño y construcción de un sistema de propagación de ondas. En este sistema se mostrara como se propaga el sonido empleando de luz. g)Diseño y construcción de un péndulo, con el cual sea posible medir las oscilaciones empleando un osciloscopio y mediante análisis espectral sea posible obtener su comportamiento frecuencial. Con este mismo péndulo será posible medir las oscilaciones mientras se cambia la masa del péndulo. h)Diseño y construcción de dispositivos para ser empleados para introducir distintos líquidos y estudiar la propagación de una onda y su respectivo análisis frecuencial, con este sistema será posible simular como se propaga una onda en el cuerpo humano. i)Análisis de propagación de una onda viajando en medios dispersivos y no dispersivos. j)Uso de ondas para la detección de fracturas en materiales homogéneo. k)Realización de un manual de procesamiento de señales l)Realización de un manual de practicas en donde se estudio y análisis la propagación de ondas y sus aplicaciones. m) Experimento óptico que permita medir la frecuencia de un láser, empleando un osciloscopio n) Experimento óptico que permita estudiar el comportamiento ondulatorio de la luz y compararlo con ondas logitudinales. Se divulgaran los experimentos en ferias de orientación vocacional y divulgación de la las carreras de Física, Física Biomédica y ciencias de la tierra. Es importante indicar que de forma paralela, se impartirán cursos de actualización a los profesores sobre las técnicas y conocimientos implicados en el uso de instrumentos de medición digital. Y se asesorar a los alumnos en el uso de dispositivos e instrumentos digitales. Los productos del presente proyecto se presentarán a los estudiantes para que los pongan en práctica y se genere retroalimentación entre alumnos y profesores. Se recabarán sugerencias tanto de los alumnos como de los profesores con la finalidad de incrementar nuevos materiales tanto escritos como prácticos. PARA EL DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA PAGINA WEB. SE PROCEDERÁ DE LA SIGUIENTE MANERA 1.- Se diseñara primeramente las necesidades y objetivos de la pagina, con lo que permitiría que esta pagina pueda ser retroalimentada y constantemente actualizada con nuevos proyectos o practicas. 2.- Se pondrá a consideración de los participantes de este proyecto su funcionalidad para que participen en el futuro, mediante aportaciones de prácticas o experimentos relacionados con la propagación de ondas. EL DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UNA SERIE DE EXPERIMENTOS Los alumnos juegan un papel muy importante en la construcción de los experimentos, la propuesta proviene de ellos. Los estudiantes de los últimos semestres viven en carne propia estas deficiencias, por lo que su curiosidad es nata, por lo que ellos seran los primeros promotores en el desarrollo y propuesta de mayoria de los experimentos. Guiados y bajo la supervisión de los profesores que aqui parcipamos, asi mismo empleando la diferente infraestructura con la que cuentan los investigadores que participan en este proyecto. Fundamentalmente los productos por realizar siempre deberán actualizarce, año con año, con la misma objetividad del objetivo perticular antes mencionado. Se incrementarán mediante propuestas constantes de profesores y estudiantes.
Objetivo particular Mejorar la calidad educativa en disitintas carreras, Física, Física Biomedica y Ciencias de la Tierra, mediante el desarrollo de experimentos dirigidos al estudio y analisis de movimiento ondulatorios. Todos los experimentos que se realizarán durante este proyecto tiene Los siguientes objetivos: a).- Los experimentos deben aportar un conocimiento del movimiento ondulatorio, sencillo o complejo, de forma simple. b).- Estudiar y analizar señales ondulatorias en el dominio del tiempo y el dominio de las frecuencias. Esto de igual manera de forma sencilla. c).- Matizar el uso de instrumentos con el procesamiento de señales, aplicado al análisis de señales ondulatorias. Objetivos generales Mejorar la calidad educativa mediante propuestas de expermientos que refuercen el estudio y análisis del movimiento ondulatorio, en las carreras de Física, Fisca Biomédica y Ciencias de la Tierra. Fomentando el uso de instrumentación digital para la adquisición de señales producidos por los distintos experimentos que se desarrollaran durante este proyecto. Estudiar el movimiento ondulatorio, tanto en el dominio del tiempo como en el domino de las frecuencias, empleando instrumentos digitales es un menester que no puede esperar, este proyecto generará una introducción al estudio frecuencial de señales desde muy bajas frecuencias hasta muy altas, las cuales solo es posible medir de forma indirecta. Construir y diseñar una serie de sistemas mecánicos, eléctricos, electrónicos y software que permita alumnos y profesores de las distintas carreras ampliar su gama de posibilidades para transmitir el movimiento ondulatorio, y subsanar la enseñanza tradicional con propuestas de experimentos y uso de tecnología digital para realizar mediciones en experimentos que tradicionalmente han sido mas cuantitativos para el alumnos, que cualitativos. Crear una pagina web donde se expongan los proyectos realizados mediante videos, figuras, textos y direcciones web que fomenten el entendimiento y estudio del movimiento ondulatorio. Desarrollar un manual en donde se exponga los experimentos realizados en este proyecto con el objetivo de fomentar el estudio y análisis del movimiento ondulatorio. El manual será dirigido a estudiantes, profesores e investigadores tanto para el nivel medio superior y el nivel superior. Desarrollar un manual en donde se exponga los criterios mínimos para el uso de instrumentos para adquirir señales. En dicho manual se expondrá algunas herramientas de procesamiento de señales. El manual será dirigido a estudiantes, profesores e investigadores cuya práctica normal es el análisis y adquisición de señales. Publicar resultados no reportados en revistas de enseñanza o de ser necesario en revistas especializadas.
metadata.dc.description.goals: Los objetivos particulares se lograron en un 95% mediante el diseño y construcción de sistemas eléctricos, electrónicos y mecánicos; lo que permitió concluir en su totalidad los objetivos generales, con excepción del desarrollo de un manual en el procesamiento de señales. Se escribieron tres artículos de los cuales uno de ellos fue aceptado en el 2016, un segundo de ellos fue rechazado bajo la promesa de aceptación mediante cambios mayores, un tercero esta por enviarse. Se escribió el manual en donde se presenta los experimentos ha realizar para introducir al fenómeno ondulatorio. Actualmente se tienen dos servicios sociales y una tesista con un avance del 80% de su tesis. La pagina web sigue siendo una buena herramienta para promover experimentos sobre el fenómeno ondulatorio, sera permanente y constantemente actualizada. Se cuenta con una gran cantidad de material y dispositivos que van a permear en una serie de experimentos didácticos. Después de la última evaluación se han construido varios dispositivos, generadores y sumadores, se esta elaborando un desfasador de señales que se espera que antes de la entrega del presente reporte haya concluido y sin lugar a duda se exponga en la pagina WEB. Cada sistema e instrumento construido... Sin excepción esta diseñado para ejemplificar de modo sencillo y fácil de entender el concepto ondulatorio. Sabemos que se ha logrado! nuestra única referencia son la divulgación realizadas con publico completamente ajena a la ciencia y mas aún al concepto ondulatorio. Se ha logrado que dicho publico comprenda la importancia y aplicaciones del fenómeno ondulatorio y asi mismo que el mundo se mueve y se comunica con nosotros por medio de ondas, y sin temor a equivocarme, nuestros sistemas e instrumentos hacen que hasta un niño de 6 años lo entienda!! Los videos realizados hasta el momento solo son con fines de presentación para dicho reporte, se espera en un futuro inmediato contar con estudiantes de servicios sociales para promover de forma profesional los materiales expuestos. Así mismo el manual que se presentará es mas una propuesta cronológica de prácticas que se debería de realizar antes de enseñar el fenómeno ondulatorio, rompiendo de esta manera el paradigma tan ambiguo de su enseñanza. Seguir el manual propuesto en este proyecto garantiza la enseñanza del fenómeno ondulatorio en todos sus matices; por lo que surge un dilema, la creación de un curso dedicado unicamente a la enseñanza del fenómeno ondulatorio, y ¿Porque no?, ¡¡si hay libros completos dedicados a ONDAS!!.
metadata.dc.description.selfAssessment: El tiempo empleado para diseñar y construir cada uno de los sistema eléctricos, electrónicos y mecánicos, que facilitaran el entendimiento del fenómeno ondulatorio, han sido innovadores, algunos de ellos son garantía de un articulo en educación. El proyecto PAPIME PE110216, fue un gran reto no solo por que se tratara de diseñar y construir sistema eléctricos, electrónicos y mecánicos, se trataba de vencer paradigmas para lo cual era necesario innovar en prácticamente en su totalidad cada sistema. Cuando los paradigmas de la enseñanza levitan en una gran onda con grandes energías acústicas ensordecedora, o energías luminosas cegadoras, cualquier innovación es invisible. Se crearon sistemas mecánicos que permiten estudiar movimientos oscilatorios que oscilan de 1Hz a 5Hz, además se montaron sistemas para medir longitudes de ondas que oscilan de 10mm a 500mm. Se diseño y construyó instrumentos para realizar operaciones entre señales con el fin de analizar estas en el domino temporal, frecuencial y mediante la observación de figuras de Lissajous. Se cuenta con mas de diez experimentos ondulatorios y tres experimentos oscilatorios, un sistema robusto que permite estudiar la propagación de ondas en un medio heterogéneo. La serie de experimentos esta diseñado para que el aprendizaje de dicho fenómeno sea de forma progresiva y sistemática. La serie de experimentos relacionados con la propagación de ondas en un medio sólido, fluido, gas y con la construcción del nuevo sistema es posible medir la propagación de una onda en un medio heterogéneo se tiene los suficientes experimentos que permitirán comprender la importancia del fenómeno ondulatorio. El estudio ondulatorio en los diferentes medios abarca una gran gama de ramas de la ciencia, por lo que dichos experimentos son propios para carreras tales como: Física, Ingenierías, Ciencias de la Tierra, Física biómedica y Biología. Cuatro resultados muy importantes se obtuvieron en el transcurso de este proyecto, y los que inexorablemente serán publicados en una revista de educación 1.- La mediación del periodo de un péndulo empleando un osciloscopio. 2.- Técnica de medición de la velocidad de materiales 3.- Medición de la longitud de onda de un haz difractado a partir de la gráfica obtenida por un osciloscopio. 4.- Introducción a la Transformada de Fourier mediante los generadores y sumadores de señales. Es inefable la gran incoherencia de que nuestros futuros científicos, cuya única labor es tratar de entender cuanto nos rodea, y estos no entiendan el fenómeno ondulatorio, y aún mas inaceptable que los encargados de estudiar los fenómeno telúricos no experimentan con ondas, solo las "simulan". Termino esta autoevaluación con una frase ... “Cuando las leyes de la matemática se refieren a la realidad, no son ciertas; cuando son ciertas, no se refieren a la realidad” Einstein. PAPIME.¡¡ INNOVAR y MEJORAR para ENSEÑAR!! GRACIAS FALTA MUCHO QUE HACER, PUES HAY MUCHOS QUE CONVENCER..
metadata.dc.description.goalsAchieved: METAS PRIMER AÑO. Se desarrollará una pagina web en donde se expongan los avances de este proyecto. Actualmente se cuenta con al menos cuatro sistemas que permiten estudiar la propagación de ondas sónicas y ultrasónicas en distintos medios y materiales, estos sistemas serán caracterizados. Los experimentos serán grabados y colocados en la pagina web para la divulgación, tanto en el nivel medio superior y superior. Con la adquisición de material eléctrico, electrónico y mecánico será posible desarrollar algunos instrumentos- generadores y sumadores- que permitan estudiar señales ondulatorias para la introducción al uso de instrumentos de adquisición para analizar señales. Habran de integrarse a la pagina web, al menos otros cuatro experimentos mas durante el primer año. METAS SEGUNDO AÑO. Se habrá concluido al menos otros 8 experimentos de propagación de ondas electromagnéticas, sónicas y ópticas. Se presentaran algunos resultados en revistas de divulgación, y se tendrá por terminado el manual de adquisición de señales. Con la elaboración de al menos otros cuatro experimentos se comenzará a escribir el primer manual de experimentos para la enseñanza de propagación de ondas, y será escrito para que tanto profesores como alumnos del nivel medio superior y superior puedan realizarlos en sus respectivos laboratorios. Se someterán algunos resultados en una revista de divulgación para su posible publicación. METAS TERCERO AÑO. En este año se entregarán al menos dos manuales, un articulo publicado en revista de divulgación, una pagina web en donde se divulguen los proyectos realizados en este proyecto. Durante el tiempo en que dure este proyecto se fomentará y divulgara en distintos cursos a estudiantes y cursos de actualización a profesores de las distintas carreras. La pagina web creada con los recursos de este proyecto será actualiza año tras año, siendo el responsable de este proyecto quien se encargue de mantener tanto actualizada como de intregrar nuevas propuestas de experimentos en la pagina web, mediante la continua divulgación de estudio y análisis de ondas. Esto será posible con la constante retroalimentación, renovación e incremento de experimentos expuestos en la pagina web. Así mismo con el interés nato de estudiantes de los últimos semestres con propuestas innovadoras. Aún mas importante! Con la creación de una pagina web este proyecto y su constante actualización en experimentos, es muy probable que impactara a un número mayor de gente y además rebase en tiempo la duración del mismo.
metadata.dcterms.provenance: Facultad de Ciencias
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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