En este curso, los participantes adquirirán conocimientos sobre el análisis de datos y el tratamiento de errores experimentales asociados, así como técnicas numéricas para ajustar las funciones de los modelos teóricos que describen los experimentos propuestos.
Se dará énfasis a este último tema y en particular se utilizarán experimentos que ejemplifiquen sucesivamente casos más complejos de ajustes de funciones numéricas. Sin embargo, se descutirá un formalismo matemático a favor del uso de técnicas computacionales disponibles en hojas de cálculo, como MSExcel o en línea como Fitteia. En particular, se pretende que el participante desarrolle habilidades para analizar datos experimentales y definir criterios para la aceptación del modelo teórico propuesto.
En este curso utilizaremos experiencias básicas que reflejan la riqueza de la física.
Objetivo
El curso es adecuado para aquellos que desean hacer una introducción a las técnicas de laboratorio, particularmente en física y química
Organización
El curso se divide en 3 secciones:<\p>
1. Introducción – Familiarización con la plataforma, descarga de las aplicaciones necesarias, cuestionario de participación. (1 ó 2 días)<\p>
2. Conocimientos de Física Experimental - Errores de mediciones, cifras significativas, propagación de errores. (1 – 2 semanas) <\p>
3. Experimento artesanal - requiere el análisis de los datos experimentales, reporte y revisión por pares, y finalmente un experimento que requiere el uso del laboratorio remoto, donde los resultados se analizaran haciendo ajustes a funciones teóricas. (2 a 3 semanas) <\p>
Prerrequisitos
Este curso es adecuado para una introducción a las técnicas de laboratorio, en particular a la física y la química. En este sentido, el conocimiento de los términos y conceptos básicos en estas áreas es una ventaja.
El requisito principal será el conocimiento matemático de las funciones y sus derivados.
Material necesario
Para realizar el curso es necesario tener una computadora con acceso a Internet, con la instalación previa de:
Plataforma Java
MSExcel u otra hoja de cálculo como Open Office (gratuita)
VLC u otro visor de video (gratuito)
Este curso es de naturaleza experimental, también será necesario preparar, antes del comienzo del curso, un conjunto de materiales simples, que se enumeran a continuación:
Péndulo simple
Pelota que rebota u otra masa equivalente;
2 metros de cable delgado y un clip metálico;
Regla / cinta métrica;
Cronómetro;
Bloque de madera / límite.
Evaluación
La evaluación incluye los siguientes elementos:
Archivos electrónicos sobre las materias impartidas;
Presentación de informes sobre la experiencia artesanal realizada de forma autónoma;
Revisión por pares de los informes presentados;
Hoja de actividades en e-lab.
Tutores
Elida Obaldía
Elida de Obaldía es asesora internacional del Vice-Rector de Investigación Postgrado y Extensión en la Universidad Tecnológica de Panamá, República de Panamá. Ella recibió su licenciatura en física de la Universidad Estatal de Louisiana (LSU), y sus títulos de maestría y doctorado en física de Boston University. Completó la investigación postdoctoral en AT&T Bell Labs. de Obaldía ha escrito más más de 40 artículos, tiene seis patentes y tiene un índice H de 12 en Google Scholar.
Es miembro de la National Research Sistema en Panamá, el IEEE y los Materiales Sociedad de Investigación. Ella es profesora de física y siempre se ha interesado en la enseñanza por medio de proyectos.
Aris Castillo
Profesora en la Universidad Tecnológica de Panamá. Se especializa en Telecomunicaciones y Administración de Redes y ha realizado proyectos de investigación en tecnologías inalámbricas. Dicta los cursos de Comunicación de Datos y Redes de Computadoras, Redes inalámbricas y Sistemas Operativos.
La Ingeniera Castillo tiene experiencia en proyectos de investigación internacionales tales como “Emerging Lidership in Virtual Environments” (Liderazgo Emergente en Ambientes Virtuales, 2004) con estudiantes de Syracuse University, la “Revisión y Análisis de RFCs para el diseño e implementación de una red wireless en la Escuela de Tecnologías de Información (IST) de Syracuse University, 2003” entre otros.
Secundino Vilarreal
Se desempeña como Docente Tiempo Completo y Coordinador de la Facultad de Ciencias y Tecnología en la sede Azuero de la Universidad Tecnológica de Panamá.
Obtuvo el título de Ingeniero Electromecánico otorgado por la UTP y Posteriormente el de Técnico en Edificaciones en la misma universidad.
José Dimas Calvo
José Dimas Calvo es Docente de Física en la Universidad Tecnológica de Panamá, El recibió su licenciatura en física de la Universidad Autónoma de Chiriquí (UNACHI), y sus títulos de maestría en Ingeniería física de la Universidad de Barcelona y Maestría en Educación con especialidad en Didáctica de la Ciencia en convenio de UAB_UNACHI. Ha impartido diversos seminarios en ámbitos educativos de enseñanza media y universitaria.
Como docente aplica metodologías activas para la resolución de problemas de la sociedad utilizando la física aplicada.
Edson Daniel Benitez Rodriguez
Docente Ocasional Tiempo Completo y Director Nacional del curso de Física General de la Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD de Colombia. Obtuvo el título de licenciado en Matemáticas y Física de la Universidad del Tolima de Colombia. Tiene una Maestría en Ciencias Física de la Universidad del Tolima de Colombia en la línea de Física de materiales.
Diana Herrera
Doctora en Física (Instrumentación Nuclear) con amplia vocación hacia la docencia e investigación Con 6 años de experiencia en docencia y en investigación. Campos de investigación Aplicaciones Nucleares, Protección radiológica y Educación en Física. Actualmente trabajo como docente en la Universidad Nacional Abierta y a Distancia donde participo en el proyecto World Pendulum Alliance.
Manuel J. Escobar
M. Sc. Físico e Ingeniero especializado en temáticas de Astrofísica Nuclear, Inteligencia Artificial, Sistemas de Control y Energía Solar. Director en la UNAD de: World Pendulum Alliance Project (ERASMUS+), ReEx SDC, MathPhysics Research y Magnetic Levitation Modelling (UNAD). Premio Nacional Ensayo Científico 2005 Sociedad Colombiana de Física.
Carlos Salas
Ingeniero Electrónico Universidad del Magdalena,
Representante Estudiantil Presidente Rama Estudiantil IEEE.
Beneficiario beca ayudantía en docencia laboratorio de circuitos análogos y mejor puntaje académico. Candidato a Magister en enseñanza de las matemáticas. Candidato a magister en Ciencias Físicas. Beneficiario beca de investigación Fonciencias Unimagdalena.
Horácio Fernandes
Profesor asociado en Técnico e investigador en IPFN, donde coordina actividades en ISTTOK. En 1999 creó el e-lab, el primer laboratorio remoto de Técnico y uno de los pocos en el mundo diseñado para la educación, con acceso gratuito a unos 20 experimentos.
Sus intereses científicos abarcan la operación en tiempo real de sistemas e ingeniería de fusión nuclear. Participa regularmente en actividades de divulgación científica. Fue miembro del Panel de Asesores Técnicos de F4E (la agencia europea del ITER) y es coordinador de investigación del OIEA.
João Loureiro
Doctor en Ingeniería Física Tecnológica por el Instituto Superior Técnico. Desde niño tuvo un gran interés por la física experimental, particularmente en el campo de los plasmas y la fusión nuclear. Cuando era alumno del Máster en Ingeniería Física Tecnológica empezó a colaborar con e-lab. Este trabajo se convertiría en el tema de su tesis de maestría para la que realizó dos experimentos remotos sobre la física del plasma (la sonda Langmuir y la curva de Paschen).
Cuando no mantiene el experimento de la sonda Langmuir, trabaja con plasmas de fusión nuclear confinados magnéticamente en IPFN.
Mariana Silva
Estudiante de 5º año de Ingeniería Física y Tecnológica en el Instituto Superior Técnico. Desde niño descubrió su gusto por la Física y la Ingeniería en general, siendo la Física Experimental su área preferida.
Nunca ha parado y ha sido miembro del Núcleo de Física del Instituto Superior Técnico durante los dos últimos años, inicialmente como Directora del Circo de Física, sección dedicada a la divulgación científica entre toda la población, y más recientemente como Vicepresidenta del núcleo.
Perguntas Frequentes
¿Necesito comprar un libro?
No. Todos los conocimientos necesarios de experimentalismo y metrología se presentan en los videos y textos de apoyo. Se sugiere bibliografía para quienes deseen profundizar sus conocimientos.
Lectura recomendada
Abreu, M. C. e Matias, L. e Peralta, L. (1994). Física Experimental - Uma Introdução. Presença.
Fonseca, I. M. A. (2010). Erros Experimentais, Ajustamentos e Outras Coisas Mais. Gradiva.
D. W. Preston e E. R. Dietz, The Art of Experimental Physics. Wiley, 1991.
A. Ribeiro, P. Sebastião, e F. Tomé, Contribuição para o Desenvolvimento do Ensino da Física Experimental no IST. AEIST, 2000.
Hughes, I. G. e Hase, T. P. A. (2010). Measurements and their Uncertainties: A practical guide to modern error analysis. Oxford University Press.
Os vídeos integrados neste curso foram gravados no estúdio da FCCN
General description
In this course, participants will acquire knowledge of data analysis and treatment of associated experimental errors, as well as numerical techniques for adjusting functions to the theoretical models that describe the proposed experiments.
Emphasis will be given to this last topic and in particular, experiments will be used that exemplify successively more complex cases of numerical function adjustments. However, a mathematical formalism will be neglected in favor of the use of computational techniques available in spreadsheets, such as MSExcel or online such as Fitteia. In particular, it is intended that the participant develops skills for analyzing experimental data and defining criteria for the acceptance of the proposed theoretical model.
In this course, we will use basic experiences that reflect the richness of physics.
Target Audience
The course is suitable for those who want to make an introduction to laboratory techniques, particularly in physic and chemistry fields.
Organization
In the initial phase, the course approaches the systematization of experimental physics knowledge (1-2 weeks) and afterward, proposing the participant to carry out a small artisanal experiment that will be later on complemented through the use of a remote laboratory (e-lab).
Prerequisites
This course is suitable for an introduction to laboratory techniques, in particular to physics and chemistry. In this sense, knowledge of basic terms and concepts in these areas is an asset.
The main requirement will be mathematical knowledge of functions and their derivatives.
Necessary material
To take the course it is necessary to have a computer with internet access, with the previous installation of:
Java plataform
MSExcel or another spreadsheet
VLC or another video player
This course being of an experimental nature, it will also be necessary to prepare, before the beginning of the course, a set of simple materials, listed below:
Simple pendulum
Bouncing ball or other equivalent mass;
2m thin cord and an iron clip;
Ruler/tape measure;
Stopwatch;
Stopper/limit.
Assessment
The assessment includes the following elements:
Electronic files on the subjects taught;
Submission of reports on the artisanal experience carried out autonomously;
Peer review of submitted reports;
Activity sheet on e-lab
Tutors
Elida Obaldía
Elida de Obaldia is an international advisor to the Vice-Rector of Postgraduate Research and Extension at the Technological University of Panama, Republic of Panama. She received her bachelor's degree in physics from Louisiana State University (LSU), and her master's and doctorate degrees in physics from Boston University. He completed postdoctoral research at AT&T Bell Labs. De Obaldia has written more than 40 articles, has six patents, and has an H-index of 12 on Google Scholar.
She is a member of the National Research System in Panama, the IEEE and the Materials Research Society. She is a physics teacher and has always been interested in teaching through projects.
Aris Castillo
Professor at the Technological University of Panama. He specializes in Telecommunications and Network Administration and has carried out research projects in wireless technologies. He teaches the courses on Data Communication and Computer Networks, Wireless Networks and Operating Systems.
Engineer Castillo has experience in international research projects such as “Emerging Leadership in Virtual Environments” (2004) with Syracuse University students, the “Review and Analysis of RFCs for the design and implementation of a wireless network at the School of Information Technology (IST) of Syracuse University, 2003 ”among others.
Secundino Vilarreal
He works as a Full Time Professor and Coordinator of the Faculty of Sciences and Technology at the Azuero headquarters of the Technological University of Panama. He obtained the title of Electromechanical Engineer granted by the UTP and later that of Building Technician at the same university.
José Dimas Calvo
José Dimas Calvo is Professor of Physics at the Technological University of Panama, he received his Bachelor's degree in Physics from the Autonomous University of Chiriquí (UNACHI), and his Master's degrees in Physical Engineering from the University of Barcelona and Master's Degree in Education with a specialty in Didactics of Science in agreement with UAB_UNACHI. He has given various seminars in high school and university educational settings. As a teacher, he applies active methodologies to solve problems in society using applied physics.
Edson Daniel Benitez Rodriguez
Docente Ocasional Tiempo Completo y Director Nacional del curso de Física General de la Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD de Colombia. Obtuvo el título de licenciado en Matemáticas y Física de la Universidad del Tolima de Colombia. Tiene una Maestría en Ciencias Física de la Universidad del Tolima de Colombia en la línea de Física de materiales.
Diana Herrera
Doctora en Física (Instrumentación Nuclear) con amplia vocación hacia la docencia e investigación Con 6 años de experiencia en docencia y en investigación. Campos de investigación Aplicaciones Nucleares, Protección radiológica y Educación en Física. Actualmente trabajo como docente en la Universidad Nacional Abierta y a Distancia donde participo en el proyecto World Pendulum Alliance.
Manuel J. Escobar
M. Sc. Físico e Ingeniero especializado en temáticas de Astrofísica Nuclear, Inteligencia Artificial, Sistemas de Control y Energía Solar. Director en la UNAD de: World Pendulum Alliance Project (ERASMUS+), ReEx SDC, MathPhysics Research y Magnetic Levitation Modelling (UNAD). Premio Nacional Ensayo Científico 2005 Sociedad Colombiana de Física.
Carlos Salas
Ingeniero Electrónico Universidad del Magdalena,
Representante Estudiantil Presidente Rama Estudiantil IEEE.
Beneficiario beca ayudantía en docencia laboratorio de circuitos análogos y mejor puntaje académico. Candidato a Magister en enseñanza de las matemáticas. Candidato a magister en Ciencias Físicas. Beneficiario beca de investigación Fonciencias Unimagdalena.
Horácio Fernandes
Associate professor at Técnico and researcher at IPFN, where he coordinates activities at ISTTOK. In 1999, he created the e-lab, the first remote laboratory at Técnico and one of the few in the world designed for education, with free access to about 20 experiments.
His scientific interests cover the real-time operation of nuclear fusion systems and engineering. Participates regularly in scientific dissemination activities. He was a member of the Technical Advisor Panel at F4E (the European agency at ITER) and is a research coordinator at IAEA.
João Loureiro
PhD in Technological Physics Engineering from Instituto Superior Técnico. He had a great interest in experimental physics since he was a child, particularly in the field of plasmas and nuclear fusion. When he was a student in the Master's Degree in Technological Physics Engineering he started to collaborate with e-lab. This work would become the subject of his master's thesis for which he created two remote experiments on plasma physics (the Langmuir probe and the Paschen curve).
When he is not maintaining the Langmuir probe experiment he works with magnetically confined nuclear fusion plasmas at IPFN.
Mariana Silva
5th year student of Physical and Technological Engineering at Instituto Superior Técnico. Since he was a child, he discovered his taste for Physics and Engineering in general, with Experimental Physics being his preferred area.
She has never stopped and has been a member of the Physics Nucleus of the Instituto Superior Técnico for the past two years, initially as Director of the Physics Circus, a section dedicated to scientific dissemination among the entire population, and more recently as Vice President of the association.
Frequently Asked Questions
Is it necessary to buy a book?
No. All the necessary knowledge of experimentalism and metrology are presented in the videos and supporting texts. Bibliography is suggested for those who wish to deepen their knowledge.
Recommended bibliography
Abreu, M. C. e Matias, L. e Peralta, L. (1994). Física Experimental - Uma Introdução. Presença.
Fonseca, I. M. A. (2010). Erros Experimentais, Ajustamentos e Outras Coisas Mais. Gradiva.
D. W. Preston e E. R. Dietz, The Art of Experimental Physics. Wiley, 1991.
A. Ribeiro, P. Sebastião, e F. Tomé, Contribuição para o Desenvolvimento do Ensino da Física Experimental no IST. AEIST, 2000.
Hughes, I. G. e Hase, T. P. A. (2010). Measurements and their Uncertainties: A practical guide to modern error analysis. Oxford University Press.
