Experimentos de óptica física.

Se desarrollan dos experimentos sobre óptica física: difracción de la luz y polarización de la luz.

Diseño y realización de experimentos de Física para uso del profesor en la elaboración de su proyecto docente.

Elaborar un material didáctico experimental para que pueda ser utilizado por el profesorado de Física General (nivel: BUP, COU y primero de licenciatura). Diseñar, realizar y evaluar experimentos caseros e integradores. 1. Experimentos caseros: alumnos de Física General de la UNED, de BUP y COU. 2. Experimentos integradores: alumnos de la facultad de Ciencias de la UNED. Se han diseñado dos tipos de experimentos: caseros e integradores. Para los experimentos caseros se han seleccionado algunos fenomenos que han marcado pautas de progreso en el desarrollo de la ciencia. Comienzan con la mecánica, haciendo especial énfasis en la interacción gravitatoria de Newton y los modelos mecánicos de intercambio de energía. A continuación abordan los fenómenos eléctricos, magnéticos y ópticos. La evaluación se realizará a través de los profesores-tutores de ciencias en los centros asociados de la UNED. Los experimentos integradores se plantean como pequeños trabajos de investigación que pueden ser interpretados con los conocimientos de Física y Matemáticas del Primer Ciclo de Licenciatura; los fenómenos electromagnéticos y ópticos son los más desarrollados. La evaluación se lleva a cabo con alumnos de la Facultad de Ciencias de la UNED. Fórmulas, figuras. 1. Experimentos caseros: se han elaborado manuales para la realización de los siguientes 16 experimentos. 1.1. El péndulo simple. 1.2. Péndulos encadenados. 1.3. Péndulos acoplados. 1.4. Elasticidad. 1.5. Péndulo de torsión. 1.6. Fuerzas entre cargas eléctricas. 1.7. Fuerzas entre imanes. 1.8. Imanes y corrientes. 1.9. Circuitos de corriente continua. 1.10. Propagación de la luz a través de los diferentes medios. 1.11. La polarización de la luz. 1.12. Difracción de la luz. 1.13. Absorción y emisión de la luz por los átomos. 1.14. Sólido, líquido y gas. 1.15. El gas ideal. 1.16. Y los líquidos reales. 2. Experimentos integradores: se han desarrollado 8 de los 9 experimentos. Su relación es la siguiente: 2.1. Permitividad eléctrica y permeabilidad magnética del vacío. 2.2. Resistencia eléctrica de conductores óhmicos. 2.3. Fuerzas entre imanes. 2.4. La luz en la superficie de separación de dos medios. 2.5. El arco iris. 2.6. Polarización de la luz. 2.7. Interferencias luminosas. 2.8. Difracción de la luz. 2.9. Espectroscopia. Además se ha comprobado que los alumnos que han realizado estos trabajos, motivados, no los rechazan a pesar del gran esfuerzo teórico y experimental que tienen que llevar a cabo; por la dificultad de la tarea, tienden a trabajar en equipo; la redacción de la memoria final desarrolla su capacidad de análisis y síntesis; aprueban más facilmente las asignaturas correspondientes.

Realizando experimentos para aprender en educación primaria.

El artículo forma parte de una sección de la revista dedicada a: Enseñar química y competencias básicas

Experimentos con la electricidad.

El artículo forma parte de una sección de la revista dedicada a propuestas didácticas para la educación primaria

El rincón de los experimentos.

El artículo forma parte de un monográfico de la revista dedicado al aprendizaje escolar más allá de la escuela

La ciencia en experimentos.

Las experiencias relacionadas con la física fueron expuestas en las Jornadas Culturales del Centro. Estos materiales se aportan en el CD que acompaña a la memoria en archivos PDF y un vídeo en el que se recoge las actividades de la semana cultural dedicada a Ciencia y Tecnología

Museos y centros de ciencias virtuales : complementación y potencial del aprendizaje de ciencias a través de experimentos virtuales.

Se pretende caracterizar las diferencias entre los museos científicos virtuales y los museos tradicionales, relacionando las nuevas posibilidades ofrecidas por los primeros, así como los retos de su implementación. A la vez que, investigar las nuevas posibilidades de aprendizaje y enseñanza en ciencias ofrecidas por las nuevas tecnologías de comunicación, en especial Internet, que podrían incorporarse a las actividades de los museos científico virtuales. El trabajo se desarrolla a través de una investigación de carácter teórico-práctico con el análisis y evaluación de componentes de espacios virtuales implicados en las acciones de aprendizaje realizadas por museos científicos virtuales y finaliza con una propuesta de aplicación en este espacios, utilizando una metodología de desarrollo de aplicaciones Web, de una iniciativa de carácter tecnológico que tiene como objetivo principal establecer nexos entre la enseñanza formal de las escuelas y los museos científicos y centros de ciencia, en su misión común de alentar el interés por y hacer asequibles los conocimientos científicos y tecnológicos. La muestra para la investigación, queda compuesta por 63 museos sitios Web de: Alemania, Argentina, Australia, Brasil, Canadá, Chile, Colombia, Dinamarca, España, Estados Unidos, Finlandia, Francia, Irlanda del Norte, Italia, Holanda, México, Portugal, Reino Unido y Venezuela. La recogida de información, se desarrolla a través de un estudio heurístico, para lo que se utiliza una plantilla en la cual, se especifican una serie de dimensiones de los museos sitios Web, para comprobar su existencia o no en la muestra. El análisis de los datos obtenidos, se sintetiza a través del programa estadístico: SPSS. Con los datos obtenidos se concluye que, la cultura de la virtualidad y los cambios que realiza sobre la ciencia, la tecnología y su circulación social, todavía son recientes. La evolución de la tecnología que da base a Internet evolucionará, permitiendo el desarrollo del concepto de museo virtual 'verdaderamente interactivo' mucho más allá de lo que se pueda imaginar en la actualidad. Sin embargo, se destaca la comprensión de su potencial para el desarrollo de las funciones informativa y educativa de los museos y de su potencial como foro y punto de encuentro para distintos actores de la sociedad científica y tecnológica, completando sus actividades actuales. Esta comprensión es absolutamente necesaria para que los museos mantengan su papel de referencia en la cultura y la educación.

Evaluación de la eficacia de las intervenciones educativas y transparencia : la importancia de los experimentos aleatorizados

Monográfico con el título: “Transparencia y mejora de la educación”

Experimentos con tejidos

Se expone la experiencia del CEIP San Blas, de La Puerta de Segura (Ja??n), que desarrolla una did??ctica de la ciencia basada en el uso del laboratorio escolar. El laboratorio se convierte en un aula vital, donde se aplica una metodolog??a activa, manipuladora y creativa para ense??ar a pensar a los alumnos. El alumnado se familiariza con los m??todos cient??ficos a trav??s de distintos experimentos con tejidos, analiza la naturaleza de los materiales y expone sus conclusiones.

Contribuição da Endotelina-1 para o tônus coronariano de seres humanos: experimentos com o antagonista dos receptores ET-A

Introdução. A endotelina-1, o mais potente vasoconstritor endógeno, atua através de dois receptores de afinidades distintas, conhecidos como ETA e ETB. Os receptores ETA estão localizados predominantemente na musculatura lisa vascular e são os principais mediadores do efeito vasoconstritor da endotelina-1. Diversos estudos demonstraram que a endotelina-1 exerce um papel importante na manutenção do tônus arterial basal. Entretanto, a contribuição da endotelina-1 para o tônus coronariano basal em seres humanos, especialmente em coronárias com lesões ateroscleróticas, permanece alvo de interesse. Objetivos. Os objetivos deste estudo foram avaliar a contribuição da endotelina-1 no tônus coronariano epicárdico e na microcirculação em coronárias livres de lesões obstrutivas e em coronárias com lesões ateroscleróticas e comparar o método da contagem TIMI com o Doppler intracoronário na detecção de alterações do fluxo sangüíneo em resposta à adenosina. Métodos. Um total de 16 pacientes, sendo oito destes no grupo com coronárias livres de lesões obstrutivas e oito pacientes com lesões coronarianas obstrutivas, foram incluídos neste estudo. Todos pacientes receberam a infusão seletiva intracoronária de BQ-123, um inibidor específico dos receptores ETA da endotelina-1, durante 60 minutos. Adenosina e nitroglicerina foram administradas em bolus no tronco da coronária esquerda. O efeito do BQ-123 no diâmetro coronário epicárdico foi avaliado por angiografia quantitativa realizada a cada 15 minutos ao longo da infusão da droga. O efeito na microcirculação coronária foi avaliado por variações no fluxo sangüíneo medido por guia-Doppler e pelo método da contagem TIMI. Resultados. A infusão de BQ-123 resultou em aumento de 7% do diâmetro coronário e de 19% no fluxo sangüíneo volumétrico em pacientes com artérias livres de lesões obstrutivas (P < 0,001 para comparação com basal). O aumento do calibre do vaso ocorreu de forma progressiva e uniforme ao longo do vaso. Os pacientes com lesão aterosclerótica apresentaram um aumento de 16% (P < 0,001 para comparação com artérias livres de lesões obstrutivas) no diâmetro coronário e 28% no local da estenose. A velocidade do fluxo sangüíneo em coronárias livres de lesões obstrutivas não se alterou significativamente tanto na medida por Doppler como pelo método de contagem TIMI. Houve uma correlação de 0,67 (P < 0,05) entre o método da contagem TIMI e o Doppler para detecção de alterações na velocidade do fluxo sangüíneo em resposta à adenosina. Conclusões. A infusão seletiva intracoronária do inibidor específico dos receptores ETA da endotelina-1 em seres humanos pode ser feita de maneira segura. A endotelina-1 exerce um papel importante na manutenção do tônus coronariano basal em artérias livres de lesões obstrutivas, sendo responsável pela quase totalidade do tônus constritor aumentado presente em coronárias com lesões ateroscleróticas. O método da contagem TIMI apresenta uma boa correlação com o Doppler para medida do fluxo sangüíneo em condições de hiperêmia.

Estudo, proposta e previsão de desempenho de um filtro de energia para experimentos com alta resolução de comprimento de onda em fontes pulsantes de nêutrons

Em fontes de nêutrons por spallation para pesquisa de materiais, o comprimento de onda dos nêutrons é geralmente determinado pelos tempos de percurso (TOF) dos nêutrons desde a fonte até o detector. A precisão atingível é limitada pelo fato de o tempo de emissão do pulso característico do sistema alvo/moderador ser diferente de zero (a situação ideal fictícia seria a emissão se ocorresse na forma de um impulso). “Moderadores acoplados” (elementos usados para produzir feixes de alta intensidade com nêutrons de baixa energia) apresentam um decaimento de intensidade em função do tempo muito longo, ao longo de todo o espectro usado nos experimentos. Por este motivo, “moderadores desacoplados”, os quais produzem feixes com intensidade mais reduzida, são freqüentemente usados para instrumentos que requerem alta resolução. Neste trabalho, propusemos e analisamos uma nova técnica de filtragem dinâmica de feixes de nêutrons polarizados de baixa energia para experimentos que utilizam TOF na determinação do comprimento de onda. O dispositivo consiste de um sistema ótico polarizador/analisador e um inversor de spin seletivo em energia, o qual funciona por ressonância espacial do spin. Variando a condição de ressonância em sincronia com a estrutura temporal do pulso de nêutrons (através do controle de campos magnéticos), o filtro pode ajustar a resolução de energia (ou de comprimento de onda) de pulsos de banda larga em tais experimentos, separando os nêutrons com a correta relação “TOF/comprimento de onda” dos demais Um método para o cálculo de desempenho do sistema foi apresentado em um Trabalho Individual (TI) (PARIZZI et al., 2002 - i), do qual se fará aqui uma breve revisão além de amplo uso na otimização dos parâmetros a serem ajustados para o projeto do filtro. Os resultados finais mostram que ganhos consideráveis em resolução podem ser obtidos com a aplicação desta técnica em experimentos de reflectometria por tempo de percurso, sem que para tal seja necessário comprometer a intensidade do feixe usado pelo mesmo instrumento quando operado em um modo de baixa resolução, dando ao usuário do instrumento a opção de escolher a relação ótima entre intensidade e resolução para seu experimento. Como parte da conclusão desta dissertação, é apresentada uma proposta de parâmetros para a construção deste tipo de filtro e previsão de desempenho da configuração proposta, baseada no software de modelamento desenvolvido.

INFIMO : um toolkit para experimentos de intrusão de injetores de falhas

Técnicas de tolerância a falhas visam a aumentar a dependabilidade dos sistemas nos quais são empregadas. Entretanto, há necessidade de garantir a confiança na capacidade do sistema em fornecer o serviço especificado. A validação possui como objetivo propiciar essa garantia. Uma técnica de validação bastante utilizada é a injeção de falhas, que consiste na introdução controlada de falhas no sistema para observar seu comportamento. A técnica de injeção de falhas acelera a ocorrência de falhas em um sistema. Com isso, ao invés de esperar pela ocorrência espontânea das falhas, pode-se introduzi-las intencionalmente, controlando o tipo, a localização, o disparo e a duração das falhas. Injeção de falhas pode ser implementada por hardware, software ou simulação. Neste trabalho são enfocadas técnicas de injeção de falhas por software, desenvolvidas nos níveis da aplicação e do sistema operacional. O trabalho apresenta o problema da validação, através da injeção de falhas, de um protocolo de troca de pacotes. Enfoque especial é dado ao impacto resultante da inclusão de um módulo extra no protocolo, uma vez que o mesmo apresenta restrições temporais. O trabalho investiga alternativas de implementação de injetores de falhas por software que minimizem este impacto. Tais alternativas referem-se a localização do injetor de falhas no sistema, a forma de ativação das atividades do injetor de falhas e a operação de injeção de falhas em si. Um toolkit para experimentos de intrusão da injeção de falhas é apresentado. O alvo da injeção de falhas é um protocolo com característica tempo real. O toolkit desenvolvido, denominado INFIMO (INtrusiveless Fault Injector MOdule), visa a analisar, de forma experimental, a intrusão do injetor de falhas sobre o protocolo alvo. O INFIMO preocupa-se com protocolos com restrições temporais por esses constituírem um desafio sob o ponto de vista de injeção de falhas. O INFIMO suporta falhas de comunicação, as quais podem ocasionar a omissão de alguns pacotes. O INFIMO apresenta duas ferramentas de injeção de falhas: INFIMO_LIB, implementada no nível da aplicação e INFIMO_DBG implementada com auxílio de recursos do sistema operacional. Destacam-se ainda como contribuições do INFIMO a definição e a implementação do protocolo alvo para experimentos de injeção de falhas, o protocolo INFIMO_TAP. Além disso, o INFIMO apresenta métricas para avaliação da intrusão provocada pelo injetor de falhas no protocolo alvo.

Condução de experimentos de injeção de falhas em banco de dados distribuídos

O presente trabalho realiza uma validação experimental, através da técnica de injeção de falhas por software, de sistemas de informações que utilizam gerenciadores de banco de dados distribuídos comerciais. Estes experimentos visam a obtenção de medidas da dependabilidade do SGBD utilizado, levantamento do custo de seus mecanismos de tolerância a falhas e a real aplicabilidade de SGBDs comerciais em sistemas de missão crítica. Procurou-se avaliar e validar as ferramentas de injeção de falhas utilizadas, no caso específico deste trabalho a ComFIRM e o FIDe. Inicialmente são introduzidos e reforçados os conceitos básicos sobre o tema, que serão utilizados no decorrer do trabalho. Em seguida são apresentadas algumas ferramentas de injeção de falhas em sistemas distribuídos, bem como os modelos de falhas em banco de dados distribuídos. São analisados alguns estudos de aplicação de ferramentas de injeção de falhas em bancos de dados distribuídos. Concluída a revisão bibliográfica é apresentado o modelo de software e hardware que foi implementado, destacando o gerador de cargas de trabalho GerPro-TPC e o gerenciador de injeções e resultados GIR. O GerPro-TPC segue as especificações TPC-c para a simulação de um ambiente transacional comercial padrão e o GIR realiza a integração das ferramentas de injeção de falhas utilizadas, bem como a elaboração do cenário de falhas a injetar e a coleta dos resultados das falhas injetadas. Finalmente são descritos os experimentos realizados sobre o SGBD PROGRESS. São realizados 361 testes de injeções de falhas com aproximadamente 43.000 falhas injetadas em experimentos distintos. Utiliza-se dois modelos de falhas: um focado em falhas de comunicação e outro em falhas de hardware. Os erros resultantes das falhas injetadas foram classificados em erros ignorados/mascarados, erros leves, erros graves e erros catastróficos. Dos modelos de falhas utilizados as que mais comprometeram a dependabilidade do SGBD foram as falhas de hardware. As falhas de comunicação somente comprometeram a disponibilidade do sistema alvo.

Desenvolvimento e avaliação de uma ferramenta computacional multimeios utilizada no auxílio ao aprendizado de projetos de experimentos básicos

Esta dissertação trata do desenvolvimento e avaliação de uma ferramenta computacional multimeios utilizada no auxílio ao aprendizado de projetos de experimentos básicos. A busca da sociedade por novos produtos e processos, cada vez melhores e de forma mais rápida, determina a necessidade da aplicação de técnicas mais objetivas e eficientes para se alcançar estes desafios. O trabalho de execução visando contemplar o mencionado anteriormente, procedeu-se da seguinte forma: (i) revisão e descrição dos conceitos relativos à Engenharia da Qualidade e ao Planejamento, Projeto e Análise de Experimentos (PPAE); (ii) identificação e descrição de métodos ou regras de planejamento experimental; (iii) investigação e identificação dos projetos e análises de experimentos considerados básicos; (iv) desenvolvimento de uma ferramenta multimeios para o auxílio ao aprendizado de PPAE; (v) avaliação da ferramenta desenvolvida, através de um estudo de caso; (vi) conclusões relacionadas ao trabalho desenvolvido. A abordagem adotada para apresentar a técnica experimental, destacou o planejamento, do projeto e análise, detalhando separadamente os mesmos. Este passo almejou, de forma objetiva, identificar aqueles projetos e análises básicos, iniciais ao aprendizado. A elaboração e posterior avaliação da ferramenta multimeios permitiu perceber a potencialidade da mesma, como um meio instrucional para o tema específico de projetos de experimentos, sendo sua aplicação de relativa facilidade. A avaliação mostrou ainda que existe muito a se avançar nos meios físicos de apresentação/execução deste tipo de ferramenta multimeios.

Extração com CO2 supercrítico de óleos essenciais de Hon-sho e Ho-sho : experimentos e modelagem

Uma das tecnologias que mais avançou nas últimas décadas, como uma alternativa para as tradicionais técnicas de extração de produtos naturais, é a técnica de Extração com Fluidos Supercríticos. A extração com fluidos supercríticos destacase entre os processos industriais de extração pela qualidade dos produtos obtidos e por não causar danos ambientais quando usa dióxido de carbono (CO2) no estado supercrítico como solvente. Este trabalho teve como objetivo a realização de experimentos de extração de óleos essenciais com dióxido de carbono no estado supercrítico de folhas de duas variedades da árvore Canforeira (Cinnamomum camphor Ness & Eberm.) conhecidas como Hon-sho e Ho-sho, a fim de determinar as melhores condições operacionais de processo. Os óleos essenciais obtidos destas plantas têm importância econômica devido aos seus principais componentes: linalol e cânfora. Os melhores parâmetros de extração obtidos, quando se consideram os rendimentos de óleo essencial, foram os seguintes: vazão de CO2 = 2 mL/min, temperatura = 50°C, pressão = 90 bar e diâmetro de partícula = 0,1 mm. Outro objetivo foi a obtenção das curvas de extração: Rendimento de óleo essencial versus Tempo de extração, adequando, a partir dos dados experimentais, alguns modelos matemáticos encontrados na literatura para descrever o comportamento destas extrações. Dos modelos estudados o que melhor se adequou à extração de óleos essenciais de folhas foi o modelo proposto por Reverchon (1996), o qual proporcionou uma boa reprodutibilidade dos dados experimentais, mostrandose eficiente na representação de extração com fluidos supercríticos de óleos essenciais de Hon-sho e Ho-sho a partir de suas folhas.