Creación de experiencias virtuales en física nuclear

El estudio de la radiactividad y su influencia en los seres vivos es un tema fundamental para la formación de los alumnos de los grados en Biología y Ciencias del Mar, y por lo tanto aparece incluido en el plan de estudios de la asignatura de Física de las dos carreras anteriormente mencionadas. A pesar de esto, dicha signatura no cuenta con ninguna práctica de laboratorio en el tema de radiactividad. Esto es debido, principalmente, al alto coste de los equipos y a cuestiones de seguridad. Con el objetivo de solventar este problema en la formación de los alumnos de Física hemos programado, usando el lenguaje JAVA, dos prácticas de laboratorio virtuales en el área de radiactividad. En una de las experiencias, el alumno mide la evolución de la actividad de una muestra radiactiva con el tiempo y a partir de esto podrá obtener la vida media del isótopo radiactivo estudiado, calcular la cantidad de isótopo que queda en la muestra al transcurrir un cierto tiempo, o evaluar el tiempo necesario que debe de transcurrir para que quede un cierto porcentaje del material radiactivo inicial. En la otra experiencia la medición de la actividad y la masa de una muestra dada de carbono de origen biológico, permitirá establecer la edad de la muestra usando el método del 14C. En ambas prácticas el alumno utiliza el instrumental virtual tal y como si estuviera en un laboratorio real con el instrumental adecuado. La interactividad de la práctica y la posibilidad de realizarla fuera de la universidad, a través de internet, hacen de los experimentos virtuales diseñados un excelente complemento a las prácticas tradicionales de laboratorio.

Inelastic electron tunneling spectroscopy of a single nuclear spin

Detection of a single nuclear spin constitutes an outstanding problem in different fields of physics such as quantum computing or magnetic imaging. Here we show that the energy levels of a single nuclear spin can be measured by means of inelastic electron tunneling spectroscopy (IETS). We consider two different systems, a magnetic adatom probed with scanning tunneling microscopy and a single Bi dopant in a silicon nanotransistor. We find that the hyperfine coupling opens new transport channels which can be resolved at experimentally accessible temperatures. Our simulations evince that IETS yields information about the occupations of the nuclear spin states, paving the way towards transport-detected single nuclear spin resonance.

Probing a single nuclear spin in a silicon single electron transistor

We study single electron transport across a single Bi dopant in a silicon nanotransistor to assess how the strong hyperfine coupling with the Bi nuclear spin I = 9/2 affects the transport characteristics of the device. In the sequential tunneling regime we find that at, temperatures in the range of 100 mK, dI/dV curves reflect the zero field hyperfine splitting as well as its evolution under an applied magnetic field. Our non-equilibrium quantum simulations show that nuclear spins can be partially polarized parallel or antiparallel to the electronic spin just tuning the applied bias.

El proceso enseñanza-aprendizaje de la física para la ingeniería/arquitectura

Cuando finalice el curso 2013-14 se producirá la salida de la primera promoción de graduados en la Escuela Politécnica Superior (EPS). Teniendo en cuenta que antes de que transcurran seis años se debe renovar la acreditación de los títulos oficiales de Grado, consideramos adecuado efectuar un análisis crítico del proceso de enseñanza-aprendizaje. En este trabajo presentamos los resultados del seguimiento realizado en el contexto educativo de los fundamentos físicos en los títulos de grado de la EPS. Estos resultados muestran la necesidad de abordar los cambios necesarios para corregir las deficiencias detectadas y mejorar la calidad del aprendizaje. Conviene recordar que el cambio que se pretendía realizar en la enseñanza universitaria era para centrarse en el aprendizaje del alumnado. Además incluimos un estudio de la evolución del aprendizaje de la física analizando las calificaciones de acceso en física y matemáticas y comparándolas con las obtenidas en los fundamentos físicos de los diferentes grados impartidos en la EPS. También presentaremos buena parte de las actividades realizadas para facilitar el aprendizaje continuo de nuestro alumnado mediante el uso de nuevas herramientas informáticas, como blogs, OpenCourseWare, materiales audiovisuales (pUAs), etc.

Coordinación de asignaturas de Física en titulaciones de Grado y Master para Ingenierías y Arquitectura

En este trabajo de investigación docente realizamos una puesta en común y recopilación de materiales docentes relacionados con asignaturas de Física de titulaciones de Master y Grado orientadas a la ingeniería y la arquitectura impartidas en la Escuela Politécnica Superior de la Universidad de Alicante. Para ello se fomenta la comunicación e intercambio de experiencias entre los docentes de nuestro departamento que imparten estas asignaturas con la finalidad de optimizar los recursos humanos, técnicos y económicos disponibles. Todo el material recopilado se revisa previamente por cada docente y se publica en servidores conectados a una red interna del departamento lo que permite el acceso de todo el personal docente relacionado con estas asignaturas a dichos recursos docentes fomentando la colaboración, mejora y enriquecimiento profesional entre los miembros involucrados de nuestro departamento. De esta forma se mejora la calidad de las asignaturas sobre las que se realiza este trabajo repercutiendo positivamente entre el alumnado.

Diseño de materiales y actividades interactivas para el autoaprendizaje de la física

Numerosos estudios han puesto de manifiesto la dificultad del aprendizaje de la física tanto en la educación secundaria y bachillerato como en la educación universitaria. El espacio Europeo de Educación Superior (EEES) pone énfasis en el aprendizaje del alumnado y modifica el rol del profesorado como tutor de su aprendizaje, potenciando la adquisición de los conocimientos mediante metodologías activas. Nosotros nos centraremos en desarrollar competencias transversales y favorecer un aprendizaje interactivo y global. Por ejemplo, se potenciará la búsqueda de información relacionada con un tema, se provocará la reacción o participación del alumnado sobre aspectos de aplicación de los fundamentos físicos en la edificación y en la ingeniería, se comprobará mediante la autoevaluación la adquisición de los objetivos, se favorecerá el aprendizaje atemporal, etc. También proporcionará el trabajo de algunas capacidades como la planificación de las tareas, la comunicación y exposición de ideas sobre aspectos académicos o profesionales, la generación de nuevas ideas o la construcción de conocimiento a partir de sus aportaciones. Finalmente se recogerán los comentarios y sugerencias del alumnado para adaptar los materiales diseñados a sus necesidades.

Materiales para el autoaprendizaje y análisis de resultados académicos en dos grupos de física

La preparación previa del alumnado que cursa la asignatura de Fundamentos Físicos en primer curso de grado implantado en la Escuela Politécnica Superior de la Universidad de Alicante, es muy heterogénea. Además, se da la circunstancia que en los últimos cursos alrededor de un 50% del alumnado no ha cursado nunca una asignatura de física anteriormente, aunque esta situación depende del grado concreto. En este trabajo presentamos un análisis de los resultados obtenidos en el curso 14-15 en dos grupos teóricos de Fundamentos Físicos de la Informática a lo largo del curso. Nuestro objetivo es mejorar la metodología de la asignatura en actividades como cursos de iniciación, distribución homogénea del alumnado en los grupos teóricos, o adaptación de la guía docente al contexto particular de cada grupo. Otro aspecto que trabaja la red es el desarrollo de materiales para el autoaprendizaje de la física. Nuestro objetivo es facilitar que el alumnado pueda prepararse la asignatura de Fundamentos Físicos utilizando estos materiales. Entre ellos destacamos la elaboración de libros de resolución de problemas y la elaboración de blogs educativos.

Experiències senzilles de física recreativa: Conservació del moment lineal, efecte Coandă i emissió atòmica

La realització pràctica d’experiments és fonamental en qualsevol disciplina científica. Per això, en aquest treball exposem una sèrie d’experiències de física senzilles i sorprenents que ens permetran reforçar diversos conceptes físics d’una manera amena, utilitzant materials molt assequibles i barats. Amb la realització d’aquests experiments volem estimular la curiositat de l’alumnat i el plaer per la investigació i el descobriment de nous fenòmens físics. Aquestes experiències estan adreçades tant a estudiants d’educació secundària i batxillerat com a alumnes dels primers cursos d’universitat. Hem dissenyat i dut a terme experiències de diversos camps de la física, entre els quals hi ha algunes pràctiques per a posar de manifest la conservació del moment lineal, o l’efecte Coandă en fluids en moviment, i també experiments de física atòmica relacionats amb l’emissió atòmica en l’espectre visible, que posen de manifest la quantització de l’energia dels nivells atòmics. Amb aquestes experiències volem motivar els alumnes en l’estudi i l’interès per la física des d’una perspectiva diferent de l’habitual.