Guía docente de la asignatura
(2459) ÓPTICA III

Curso académico 2024/2025

  1. Identificación

    1. De la asignatura

      2. Curso Académico
      2024/2025
      Titulación
      GRADO EN FÍSICA
      Nombre de la asignatura
      ÓPTICA III
      Código
      2459
      Curso
      CUARTO
      Carácter
      OBLIGATORIA
      Número de grupos
      1
      Créditos ECTS
      6.0
      Estimación del volumen de trabajo
      150.0
      Organización temporal
      1º Cuatrimestre
      Idiomas en que se imparte
      Inglés
      Español
      Curso Académico 2024/2025
      Titulación

      GRADO EN FÍSICA
      Nombre de la asignatura ÓPTICA III
      Código 2459
      Curso CUARTO
      Carácter OBLIGATORIA
      Número de grupos 1
      Créditos ECTS 6.0
      Estimación del volumen de trabajo 150.0
      Organización temporal 1º Cuatrimestre
      Idiomas en que se imparte Inglés, Español

    2. Del profesorado: Equipo docente

      • IGLESIAS CASARRUBIOS, JOSE IGNACIO Docente: GRUPO 1 Coordinación de los grupos: GRUPO 1 Coordinador de la asignatura

        Categoría

        PROFESORES TITULARES DE UNIVERSIDAD

        Área

        ÓPTICA

        Departamento

        FÍSICA

        Correo electrónico / Página web / Tutoría electrónica

        iic@um.es Tutoría electrónica: No

        Teléfono, horario y lugar de atención al alumnado

        Duración:
        A         		Día:
        Miércoles         		Horario:
        11:30-12:30         		Lugar:
        868887220, Centro de Investigación en Óptica y Nanofísica (CIOyN) B1.1.030
        Observaciones:
        No consta
        Duración:
        A         		Día:
        Jueves         		Horario:
        08:00-09:00         		Lugar:
        No consta
        Observaciones:
        No consta

  2. Presentación

    3. La asignatura Óptica III es continuación de la Óptica I y II y cubre otros aspectos básicos de Óptica Clásica no tratados en las asignaturas anteriores Sirve como curso de introducción a temas avanzados en Óptica

    La asignatura se divide en dos partes En la primera, se trata la propagación de la luz desde el punto de vista ondulatorio, propiedades estadísticas y la formación de imágenes en sistemas ópticos y holografía En la segunda parte, tras una introducción a la propagación de la luz en medios anisótropos, se abordan conceptos básicos de óptica no-lineal

  3. Condiciones de acceso a la asignatura

    1. Incompatibilidades

      2. No constan

    2. Requisitos

      3. No constan

    3. Recomendaciones

      4. Haber superado Optica I y II

  4. Competencias

    1. Competencias básicas

      • CB1: Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio
      • CB2: Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio
      • CB3: Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética
      • CB4: Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado
      • CB5: Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía

    2. Competencias de la titulación

      • CG1: Desarrollar capacidad de análisis y síntesis en la definición y planteamiento de problemas y en la búsqueda de sus soluciones, tanto en contextos académicos como profesionales.
      • CG4: Tener conocimiento de una lengua extranjera de relevancia para la física.
      • CG5: Adquirir destreza en el manejo de técnicas informáticas y programación en el ámbito de la física.
      • CG7: Desarrollar habilidades para la resolución de problemas aplicando los conocimientos teórico-prácticos adquiridos, en contextos académicos o profesionales.
      • CG9: Trabajar en equipo.
      • CG13: Desarrollar el razonamiento crítico que repercuta en las posibles soluciones a los problemas.
      • CG14: Adquirir compromiso ético a partir del conocimiento de las buenas prácticas en ciencia y del propio comportamiento en la ejecución de tareas durante la formación académica en física.
      • CG15: Desarrollar capacidad de estudiar y aprender de forma autónoma, con organización de tiempo y recursos, nuevos conocimientos y técnicas en cualquier disciplina científica o tecnológica.
      • CG17: Desarrollar la creatividad en los planteamientos y soluciones a situaciones y problemas que puedan surgir durante cualquier etapa del desarrollo del aprendizaje o el mundo profesional.
      • CG21: Motivarse por la calidad en cualquier tipo de actividad a realizar, inculcando el trabajo metodológico, detallado, riguroso y solvente.
      • CE1: Ser capaz de evaluar claramente los órdenes de magnitud, de desarrollar una clara percepción de las situaciones que son físicamente diferentes, pero que muestran analogías, por lo tanto permitiendo el uso de soluciones conocidas a nuevos problemas. (Destrezas para la resolución de problemas).
      • CE2: Comprender y dominar el uso de los métodos matemáticos y numéricos más comúnmente utilizados. (Destrezas en resolución de problemas y destrezas matemáticas).
      • CE3: Ser capaz de realizar lo esencial de un proceso / situación y establecer un modelo de trabajo del mismo; el graduado debería ser capaz de realizar las aproximaciones requeridas con el objeto de reducir el problema hasta un nivel manejable; pensamiento crítico para construir modelos físicos. (Destrezas de modelado y de resolución de problemas).
      • CE4: Tener una buena comprensión de las teorías físicas más importantes, localizando en su estructura lógica y matemática, su soporte experimental y el fenómeno físico que puede ser descrito a través de ellos. (Comprensión teórica de fenómenos físicos).
      • CE5: Haberse familiarizado con los modelos experimentales más importantes, además ser capaces de realizar experimentos de forma independiente, así como describir, analizar y evaluar críticamente los datos experimentales. (Destrezas experimentales y de laboratorio).
      • CE10: Ser capaz de buscar y utilizar bibliografía en física y otra bibliografía técnica, así como cualquier fuente de información relevante para trabajos de investigación y desarrollo técnico de proyectos. (Búsqueda de bibliografía y otras destrezas).
      • CE12: Adquirir una comprensión de la naturaleza de la investigación física, de las formas en que se lleva a cabo, y de cómo la investigación en física es aplicable a muchos campos diferentes al de la física, por ejemplo la ingeniería; habilidad para diseñar procedimientos experimentales y/o teóricos para: (i) resolver los problemas corrientes en la investigación académica o industrial; (ii) mejorar los resultados existentes. (Destrezas de investigación básica y aplicada).
      • CE14: Ser capaz de comparar nuevos datos experimentales con modelos disponibles para revisar su validez y sugerir cambios con el objeto de mejorar la concordancia de los modelos con los datos. (Destrezas de modelación).
      • CE15: Estar preparado para competir por un puesto docente en física en la educación secundaria. (Espectros de empleos accesibles).
      • CE23: Tener un buen conocimiento sobre la situación del arte en, por lo menos, una de las especialidades actuales de la física. (Familiaridad con las fronteras de la investigación).

    3. Competencias transversales y de materia

      • Entender el formalismo matemático de los sistemas lineales y su aplicacion en optica
      • Manejar las representaciones del campo eléctrico de la luz en el espacio real y reciproco
      • Entender el proceso de propagacion de la luz en el espacio libre y a través de componentes ópticos sencillos
      • Entender el concepto de coherencia temporal y espacial de la luz
      • Entender los procesos de formacion de imagenes en sistemas opticos
      • Entender los conceptos básicos y aplicaciones de la optical no-lineal
      • CT1: Ser capaz de expresarse correctamente en lengua castellana en su ámbito disciplinar
      • CT3: Ser capaz de gestionar la información y el conocimiento en su ámbito disciplinar, incluyendo saber utilizar como usuario las herramientas básicas en TIC
      • CT6: Ser capaz de trabajar en equipo y relacionarse con otras personas del mismo o distinto ámbito profesional
      • CT7: Desarrollar habilidades de iniciación a la investigación

  5. Contenidos

    1. Teoría

      2. Bloque 1: Propagación, difracción y coherencia de la luz

      Tema 1: Introducción al análisis de los sistemas lineales

      • La transformada de Fourier en una y dos dimensiones
      • Propiedades de la transformada de Fourier
      • Teoremas relacionados con la transformada de Fourier
      • Funciones separables
      • Transformadas de Fourier frecuentes
      • La transformada discreta de Fourier
      • Teorema del muestreo
      • Definición de los sistemas lineales
      • Invariancia, isoplanatismo y función de transferencia

      Tema 2: Teoria escalar de la difracción

      • Ecuación de ondas
      • Fórmula de la difracción de Fresnel

      Tema 3: Representación de los campos ópticos en el espacio recíproco: espectro angular

      • Concepto del espectro angular

      Tema 4: Propagación de espectro angular: campo cercano y lejano

      • La ecuación de Helmhozt y el espectro angular
      • Ondas evanescentes y óptica de campo próximo y campo cercano
      • Aproximación paraxial

      Tema 5: Propagación a través de los sistemas ópticos y formación de imágenes

      • Lentes y sistemas ópticos desde el punto de vista ondulatorio
      • Sistemas formadores de imágenes: función impulso-respuesta de un sistema óptico formador de imágenes

      Tema 6: Óptica estadística: coherencia temporal y espacial, correlaciones de primer y segundo orden, propagación de la coherencia.

      • Propagación de la luz no monocromática
      • Teorema de Wiener-Khinchin
      • Coherencia temporal
      • Coherencia espacial
      • Propagación de la coherencia: teorema de Van-Cittert-Zernike
      • Correlación temporal de segundo orden: el experimento de Hanbury Brown-Twiss

      Tema 6: Formación de imágenes y las propiedades estadísticas de la luz

      • Sistemas ópticos formadores con luz coherente
      • Sistemas ópticos formadores con luz incoherente
      • El límite de resolución óptica en campo lejano

      Bloque 2: Introducción a la Óptica no-lineal

      Tema 7: Propiedades electromagnéticas de los medios lineales

      • Modelo de Lorenzt
      • Susceptibilidad: resonancias, relaciones de Kramers-Kroning

      Tema 8: Propagacíon de la luz en medios anisótropos

      • Interacciones de segundo orden
      • Modelo de Lorentz en un medio no centrosimétrico
      • Simetrías de la susceptibilidad de segundo orden

      Tema 9: El concepto de ajuste de fase

      • Ecuación de ondas en medios no lineales: longitud de coherencia
      • Relaciones de Manley-Rowe
      • Métodos de ajuste de fase

      Tema 10: Interacciones de tercer orden en medios centro-simétricos

      • El tensor susceptibilidad de de tercer orden en medios isótropos
      • El indice de refracción no-lineal
      • Algunos fenómenos y aplicaciones relacionados con el indice de refracción no-lineal

    2. Prácticas

      • Práctica 1: Práctica 1

        • Señales discretas
        • La operación de convolución
        Relacionado con:
        • Bloque 1: Propagación, difracción y coherencia de la luz
        • Tema 1: Introducción al análisis de los sistemas lineales
        • Tema 2: Teoria escalar de la difracción
        • Tema 3: Representación de los campos ópticos en el espacio recíproco: espectro angular
        • Tema 4: Propagación de espectro angular: campo cercano y lejano
        • Tema 5: Propagación a través de los sistemas ópticos y formación de imágenes
        • Tema 6: Óptica estadística: coherencia temporal y espacial, correlaciones de primer y segundo orden, propagación de la coherencia.

      • Práctica 2: Práctica 2

        • La transformada discreta bidimensional
        • El teorema del muestreo
        • Simulación de un sistema óptico 4-f
        • Simulación de formación de imágenes por un sistema óptico limitado por difracción
        Relacionado con:
        • Bloque 1: Propagación, difracción y coherencia de la luz
        • Tema 1: Introducción al análisis de los sistemas lineales
        • Tema 2: Teoria escalar de la difracción
        • Tema 3: Representación de los campos ópticos en el espacio recíproco: espectro angular
        • Tema 4: Propagación de espectro angular: campo cercano y lejano
        • Tema 5: Propagación a través de los sistemas ópticos y formación de imágenes
        • Tema 6: Óptica estadística: coherencia temporal y espacial, correlaciones de primer y segundo orden, propagación de la coherencia.

      • Práctica 3: Práctica 3

        • Cálculo numérico de la propagación de la propagación en el régimen de Fresnel
        Relacionado con:
        • Bloque 1: Propagación, difracción y coherencia de la luz
        • Tema 1: Introducción al análisis de los sistemas lineales
        • Tema 2: Teoria escalar de la difracción
        • Tema 3: Representación de los campos ópticos en el espacio recíproco: espectro angular
        • Tema 4: Propagación de espectro angular: campo cercano y lejano
        • Tema 5: Propagación a través de los sistemas ópticos y formación de imágenes
        • Tema 6: Óptica estadística: coherencia temporal y espacial, correlaciones de primer y segundo orden, propagación de la coherencia.

  6. Actividades Formativas

    7. Actividad Formativa Metodología Horas Presencialidad
    AF1: Asistencia y participación en clases teóricas

    Lección magistral de teoría: se presentarán y desarrollarán en el aula los conceptos y procedimientos asociados a los contenidos de la materia, utilizando tanto la pizarra como las técnicas audiovisuales que resulten más apropiadas. Se aclararán las dudas que planteen los alumnos y se fomentará la participación de los mismos mediante la inclusión de cuestiones y debates ocasionales.

    		36.0 100.0
    AF2: Asistencia y participación en seminarios/talleres

    Resolución de ejercicios propuestos.

    		 2.0 100.0
    AF3: Asistencia y participación en clases prácticas de aula

    Resolución de ejercicios propuestos

    		 3.0 100.0
    AF4: Asistencia y participación en clases prácticas de laboratorio

    Realización en el laboratorio de los guiones propuestos y elaboración de las memorias correspondientes.

    		 14.0 100.0
    AF6: Asistencia y participación en prácticas de campo/visita a instalaciones

    Visita a laboratorios

    		 0.0 100.0
    AF7: Tutoría ECTS

    Proporcionar un apoyo personalizado a los estudiantes en su proceso de aprendizaje, orientándolos en la planificación de sus estudios, resolución de dudas y seguimiento de su progreso académico.

    		 2.0 100.0
    AF8: Realización de las pruebas de evaluación

    Exámenes escritos

    		 3.0 100.0
    AF9: Trabajo autónomo

    Estudio Dirigido:El docente proporcionará una lista de lecturas y materiales que los estudiantes deben estudiar por su cuenta.

    Tareas y Ejercicios:Asignar ejercicios y problemas que refuercen los conceptos aprendidos en clase.

    		 90.0 0.0
    Totales 150,00

  7. Horario de la asignatura

    8. https://www.um.es/web/estudios/grados/fisica/2024-25#horarios

  8. Sistemas de Evaluación

    9. Identificador Denominación del instrumento de evaluación Criterios de Valoración Ponderación
    SE1 Pruebas escritas (exámenes): pruebas objetivas, de desarrollo, de respuesta corta, de ejecución de tareas, de escala de actitudes realizadas por los alumnos para mostrar los conocimientos teóricos y prácticos adquiridos.

    Se realizará un examen final de problemas en el que se valoraran los conocimientos adquiridos Se puede llevar una hoja DIN A4 con un formulario No se permiten dispositivos electrónicos.

    		 80.0
    SE2 Pruebas orales (exámenes): entrevistas de evaluación, preguntas individualizadas planteadas para valorar los resultados de aprendizaje previstos en la materia. 0.0
    SE3 Informes escritos, trabajos y proyectos: trabajos escritos, portafolios, etc., con independencia de que se realicen individual o grupalmente.

    Durante el desarrollo de la asignatura se propondrán problemas para su presentación en clase.

    		 5.0
    SE5 Ejecución de tareas prácticas: realización de actividades encaminadas a que el alumno muestre el saber hacer en la disciplina correspondiente.

    1. Se realizaran 3 prácticas de simulación numérica utilizando el lenguaje de programación Python sobre el temario de la asignatura que se extenderán en varias sesiones en la microaula Estas prácticas darán lugar a la presentación de los correspondientes informes en los que se valorará tanto la consecución de objetivos como la presentación de los resultados La asistencia a las sesiones prácticas es obligatoria

    		 15.0
    SE6 Procedimientos de observación del trabajo del estudiante: registros de participación, de realización de actividades, cumplimiento de plazos, participación en foros 0.0

  9. Fechas de exámenes

    10. https://www.um.es/web/estudios/grados/fisica/2024-25#examenes

  10. Resultados del Aprendizaje

    • Obtener una noción clara del significado y de la importancia de la óptica geométrica. Adquirir un buen conocimiento del lenguaje, nomenclatura, criterio de signos y conceptos, y aprender a razonar en base a los principios de la óptica geométrica.
    • Conocer el principio de Fermat y el cálculo de trayectorias.
    • Aprender a resolver problemas relacionados con la propagación geométrica de la luz y la formación de imágenes en sistemas ópticos básicos.
    • Adquirir conocimientos básicos de óptica aplicada y de su importancia transversal con otras disciplinas y con la tecnología.
    • Desarrollar la capacidad deductiva y de análisis y aplicación en la resolución de problemas sobre la luz.
    • Aprender a proceder con metodología y rigor científico en el trabajo experimental.
    • Conocer los principios, técnicas e instrumentos de medida y los fenómenos de interés en el campo de la óptica.
    • Saber documentar un proceso de medida en lo que concierne a su fundamento, a la instrumentación que requiere y a las condiciones en las que es válido.
    • Conocer la base matemática que permite estudiar y predecir el comportamiento de la luz desde un punto de vista ondulatorio.
    • Comprender los fenómenos físicos relacionados con las ondas luminosas.
    • Comprender y ser capaz de aplicar los conocimientos de la luz comportándose como una onda electromagnética: difracción, interferencias y difracción.
    • Adquirir conocimientos básicos de óptica aplicada y de su importancia transversal con otras disciplinas y con la tecnología.
    • Desarrollar la capacidad deductiva y de análisis y aplicación en la resolución de problemas sobre la luz.
    • Aprender a proceder con metodología y rigor científico en el trabajo experimental.
    • Conocer los principios, técnicas e instrumentos de medida y los fenómenos de interés en el campo de la óptica.
    • Saber documentar un proceso de medida en lo que concierne a su fundamento, a la instrumentación que requiere y a las condiciones en las que es válido.
    • Adquirir conocimientos básicos de óptica aplicada y de su importancia transversal con otras disciplinas y con la tecnología.
    • Conocer la base matemática que permite estudiar y predecir el comportamiento de la luz desde un punto de vista ondulatorio.
    • Comprender los fenómenos físicos relacionados con las ondas luminosas.
    • Desarrollar la capacidad deductiva y de análisis y aplicación en la resolución de problemas sobre la luz.
    • Aprender a proceder con metodología y rigor científico en el trabajo experimental.
    • Conocer los principios, técnicas e instrumentos de medida y los fenómenos de interés en el campo de la óptica.

  11. Bibliografía

    12. Grupo: GRUPO 1

    Bibliografía básica

    No constan

  12. Observaciones

    13. -> La asistencia a las clases prácticas es obligatoria.

    -> Solo se conserva la nota de las prácticas realizadas en el curso anterior.

    -> En los exámenes no se permite el uso de ningún dispositivo electrónico.

    -> No se permitirá salir y volver a entrar en el aula durante un examen.

    -> Esta asignatura no se encuentra vinculada de forma directa a ningún Objetivo de Desarrollo Sostenible.

    NECESIDADES EDUCATIVAS ESPECIALES

    Aquellos estudiantes con discapacidad o necesidades educativas especiales podrán dirigirse al Servicio de Atención a la Diversidad y Voluntariado (ADYV - https://www.um.es/adyv) para recibir orientación sobre un mejor aprovechamiento de su proceso formativo y, en su caso, la adopción de medidas de equiparación y de mejora para la inclusión, en virtud de la Resolución Rectoral R-358/2016. El tratamiento de la información sobre este alumnado, en cumplimiento con la LOPD, es de estricta confidencialidad.

    REGLAMENTO DE EVALUACIÓN DE ESTUDIANTES

    El artículo 8.6 del Reglamento de Evaluación de Estudiantes (REVA) prevé que "salvo en el caso de actividades definidas como obligatorias en la guía docente, si el o la estudiante no puede seguir el proceso de evaluación continua por circunstancias sobrevenidas debidamente justificadas, tendrá derecho a realizar una prueba global".

    Se recuerda asimismo que el artículo 22.1 del Reglamento de Evaluación de Estudiantes (REVA) estipula que "el o la estudiante que se valga de conductas fraudulentas, incluida la indebida atribución de identidad o autoría, o esté en posesión de medios o instrumentos que faciliten dichas conductas, obtendrá la calificación de cero en el procedimiento de evaluación y, en su caso, podrá ser objeto de sanción, previa apertura de expediente disciplinario".