| Física II | Código: 81.517 : 6 |
En esta asignatura estudiaremos los fundamentos físicos de las ondas. Se tratarán las ondas desde varios puntos de vista, a pesar de que el grueso principal de la asigantura se dedicará a las ondas electromagnéticas. El enfoque va de lo más general, las ondas, a lo más particular, la propagación de una onda electromagnética en una línea de transmisión o la generación de ondas por un dipolo.
Esta asignatura sienta los fundamentos de todas las asignaturas en que hay involucrada alguna señal. Además, hay que tener en cuenta que esta asignatura se centra especialmente en las ondas electromagnéticas, puesto que muchas señales se transmiten mediante este tipo de ondas. Sin embargo, no hay que olvidar que la luz es también una onda electromagnética y que el sonido es también una onda mediante la que se puede transmitir señales.
A nivel más concreto, la asignatura muestra los fundamentos físicos de asignaturas como: "Antenas" y "Redes de fibra óptica", en la rama de Sistemas de telecomunicación; "Redes inalámbricas y móviles", en la rama de Telemática ; y "Procesamiento de imagen", "Acústica" y "Redes inalámbricas y móviles", en la rama de Sistemas audiovisuales.
Por tanto, se trata de una asignatura fundamental para entender los fundamentos de la telecomunicación, sea cual sea la rama escogida.
Finalmente, hay que tener en cuenta que los conceptos explicados en esta asignatura forman parte del bagaje cultural que se espera de cualquier ingeniero de telecomunicación, independientemente de la rama que haya estudiado, por lo cual, constituye una asignatura fundamental para su vida profesional.
Esta asignatura es útil para todos aquellos entornos de trabajo con un elevado componente de investigación en qué haya que afrontar nuevos retos y una formación constante. También es útil en aquellas profesiones relacionadas con la imagen y el sonido, o la transmisión de señales.
Los conocimientos previos que hay que tener son:
· Vectores
· Resolución de sistemas de ecuaciones
· Números complejos
· Funciones de una variable
· Continuidad
· Derivación
· Ecuaciones diferenciales ordinarias
· Integración
· Transformada de Fourier
· Movimiento Armónico Simple
· Dinámica
· Electrostática
· Magnetostàtica
· Ley de inducción de Faraday
· Ondas Electromagnéticas
Estos conocimientos se imparten a las asignaturas "Matemáticas I", "Matemáticas II", "Física I" y "Señales y Sistemas I".
Se recomienda matricularse de "Fisica II " solamente en caso de que se hayan superado "Matemáticas I", "Matemáticas II" y "Física I".
La competencia general del grado en que se enmarca la asignatura es:
· 22. Capacidad para comprender los mecanismos de propagación y transmisión de ondas electromagnéticas y acústicas, y sus correspondientes dispositivos emisores y receptores.
Las competencias específicas de la asignatura son:
· Comprender qué son las ondas y qué tipos de ondas hay para interiorizar los fenómenos relacionados con ellas
· Saber los fundamentos de acústica para saber diseñar espacios y entornos para capturar y trabajar con sonido.
· Saber los fundamentos de óptica para comprender los dispositivos de procesamiento de imágenes en el momento de la captación de éstas.
· Interiorizar que el electromagnetismo es una interacción fundamental de la naturaleza para ser consciente de su presencia en nuestro entorno y ser capaz de tenerlo en cuenta.
· Comprender las leyes fundamentales de la electrostática y la magnetostática tanto en el vacío como en presencia de materia para ser capaz de comprender los efectos subyacentes a la electrónica, la transmisión de información por medios telemáticos, etc.
· Comprender los fundamentos de la inducción electromagnética para poder prevenir y/o aplicar las interacciones relacionadas con la propagación electromagnética.
· Aprender qué es una onda electromagnética para poder comprender cómo se propaga por un medio y cómo le afectan las separaciones de medios.
· Saber trabajar las expresiones fundamentales de la teoría electromagnética con una base matemática vectorial para ser capaz de llevar a cabo previsiones precisas.
· Aprender como se propaga en varios medios y separaciones de medios para poder prever el comportamiento y diseñar dispositivos que exploten este comportamiento.
· Comprender los fundamentos de funcionamiento de las guías de onda y cómo se propaga una onda a través de ellas tanto para poder diseñar dispositivos basados en guías de onda como para tener en cuenta las guías de onda del entorno (cañones urbanos, túneles, etc.).
· Saber trabajar las expresiones fundamentales de la teoría electromagnética con una base matemática vectorial para ser capaz de llevar a cabo previsiones precisas.
· Entender el hecho diferencial de las líneas de transmisión para ser capaz de aplicar teoría de líneas de transmisión cuando convenga.
· Comprender los fundamentos de la radiación electromagnética para saber trabajar con todo tipo de elementos radiantes.
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MÓDULOS |
Breve descripción |
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Módulo 1: Ondas |
En este primer módulo se introducen las ondas, en general. Veremos qué tipos de onda hay, cómo se describen matemáticamente y qué propiedades tienen. Nos centraremos en un tipo de onda, a la vez muy concreto y muy útil, que son las ondas armónicas. Veremos qué pasa cuando interaccionan dos ondas armónicas, lo que se conoce como interferencia. A continuación veremos qué pasa cuando una onda incide en un cambio de medio, lo cual dará pie a los fenómenos de la reflexión y la refracción, pero también al de las ondas estacionarias. A continuación veremos que una de las propiedades de la onda, la frecuencia, varía según si el emisor de la onda, o el receptor, se están moviendo o no: es el efecto Doppler. Y acabaremos el módulo explicando qué es la energía de una onda. |
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Módulo 2: Acústica |
En este módulo introduciremos las ondas acústicas. Éstas pertenecen a las ondas longitudinales y explican, por ejemplo, cómo se propaga el sonido, que será el núcleo del módulo. També se introduce cómo funciona el órgano que nos permite percibir el sonido: el oído. Para cerrar el módulo haremos un pequeño apunte de una de las aplicaciones más importantes del sonido: la música. |
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Módulo 3: Óptica Geométrica |
Este módulo está dedicado a la óptica geométrica. En él se tratan los fenómenos que se pueden explicar si se considera la luz como una partícula en lugar de como una onda: la reflexión, la refracción y la formación de imágenes mediante lentes y qué problemas tienen estas imágenes. Veremos también en este módulo algunas aplicaciones de los conceptos estudiados, como por ejemplo el microscopio, el telescopio o la fibra óptica. Para acabar, como en el caso del oído, se introducirá la fisiología del órgano que permite recibir la luz: el ojo. |
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Módulo 4: Leyes de Maxwell y ondas electromagnéticas |
Este módulo repasa las leyes de Maxwell e introduce las ondas electromagnéticas. En el fondo es un repaso de lo que ya tendría que conocer el estudiante a nivel conceptual, pero se introducen algunas herramientas matemáticas nuevas. |
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Módulo 5: Propagación de ondas electromagnéticas |
En este módulo veremos cómo se propagan y cuáles son sus características y propiedades. En él se mostrarán los mismos resultados que en el módulo 3 pero, ahora sí, considerando la luz como onda electromagnética y no como un haz de partículas. De este modo los resultados que obtengamos serán válidos para cualquier onda electromagnética. Además, el tratamiento a partir de ondas electromagnéticas nos permitirá, por un lado, obtener más información, como por ejemplo la intensidad de la luz reflejada; y, por el otro, podremos explicar nuevos fenómenos como por ejemplo que en determinados casos no hay onda reflejada. Acabaremos el módulo explicando por qué en un túnel no se oye la radio (las guías de onda) y qué pasa dentro del microondas (cajas resonantes). |
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Módulo 6: Líneas de transmisión |
Aquí trataremos la transmisión de una onda a través de una línea de transmisión. Veremos que no todas las ondas se pueden propagar por una línea de transmisión y que la teoría de circuitos que hemos usado hasta ahora no siempre es válida. En el módulo se mostrará también, a título informativo, un listado de líneas para que las conozcáis. |
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Módulo 7: Radiación |
En este último módulo trataremos cómo generar ondas electromagnéticas. Se hará solamente en un caso muy particular y resolveremos únicamente el caso que se conoce como dipolo eléctrico oscilante. También introduciremos qué es la radiación y qué son las antenas, y también qué procedimiento hay que seguir para calcular la radiación generada por el mencionado dipolo eléctrico que no es más que un tipo de antena. |
| 3. Óptica geométrica. La óptica sin ondas | |
| 5. Propagación de ondas electromágnéticas | |
| 7. Radiación. Radiación de un dipolo | |
| 2. Acústica. Ondas mecánicas y sonido | |
| 4. Leyes de Maxwell | |
| 1. Ondas. Introducción a los fenómenos ondulatorios | |
| 6. Líneas de transmisión | |
| Física II |
El proceso de evaluación se fundamenta en el trabajo personal de cada estudiante y presupone la autenticidad de la autoría y la originalidad de los ejercicios realizados.
La falta de autenticidad en la autoría o de originalidad de las pruebas de evaluación; la copia o el plagio; el intento fraudulento de obtener un resultado académico mejor; la colaboración, el encubrimiento o el favorecimiento de la copia, o la utilización de material o dispositivos no autorizados durante la evaluación, entre otras, son conductas irregulares que pueden tener consecuencias académicas y disciplinarias graves.
Por un lado, si se detecta alguna de estas conductas irregulares, puede comportar el suspenso (D/0) en las actividades evaluables que se definan en el plan docente - incluidas las pruebas finales - o en la calificación final de la asignatura, ya sea porque se han utilizado materiales o dispositivos no autorizados durante las pruebas, como redes sociales o buscadores de información en internet, porque se han copiado fragmentos de texto de una fuente externa (internet, apuntes, libros, artículos, trabajos o pruebas del resto de estudiantes, etc.) sin la correspondiente citación, o porque se ha practicado cualquier otra conducta irregular.
Por el otro, y de acuerdo con las normativas académicas, las conductas irregulares en la evaluación, además de comportar el suspenso de la asignatura, pueden dar lugar a la incoación de un procedimiento disciplinario y a la aplicación, si procede, de la sanción que corresponda.
La UOC se reserva la potestad de solicitar al estudiante que se identifique o que acredite la autoría de su trabajo a lo largo de todo el proceso de evaluación por los medios que establezca la universidad (síncronos o asíncronos). A estos efectos, la UOC puede exigir al estudiante el uso de un micrófono, una cámara u otras herramientas durante la evaluación y que este se asegure de que funcionan correctamente.
La verificación de los conocimientos para garantizar la autoría de la prueba no implicará en ningún caso una segunda evaluación.
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Para superar la asignatura hay que hacer un examen (EX). La nota de la evaluación continua (EC) complementará esta calificación.
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