Desarrollo de un módulo experimental de difracción de la luz para un laboratorio de física controlado de forma remota/Development of an experimental module of light diffraction for a physics laboratory remotely controlled

Autores/as

  • Leidy Esperanza Pamplona Beron Universidad Tecnológica de Pereira
  • Andrés Felipe Calvo Salcedo Universidad Tecnológica de Pereira
  • Cristhian Daniel Molina Universidad Tecnológica de Pereira

DOI:

https://doi.org/10.15665/rp.v15i1.744

Palabras clave:

Difracción de la luz, laboratorio remoto, procesamiento digital de imágenes, rendijas, TICs.

Resumen

Este documento presenta el diseño e implementación de un módulo experimental de difracción de la luz para un laboratorio remoto, donde se propone un método novedoso para encontrar las distancias del máximo central a los mínimos secundarios del patrón de difracción utilizando las herramientas que proporciona el procesamiento digital de imágenes y la visión por computador. Para la construcción del módulo se utilizó un diodo láser rojo de punto con longitud de onda de 650nm y un sistema de tres rendijas simples y una circular. Para la adquisición de los datos experimentales se utilizó una cámara web Microsoft LifeCam Studio para realizar la captura del patrón de difracción. El software empleado fue LabVIEWTM que se encarga de la captura, el procesamiento y la comunicación entre el servidor y la interfaz. Además, se contactó a la Institución Educativa Matecaña del municipio de Pereira, donde los estudiantes de grado diez y once y los docentes del área de física realizaron el laboratorio en sus salas de sistemas utilizando las TICs como herramientas educativas para el desarrollo de esta práctica. El error en la medición de cada una de las rendijas no supera el 5%.

Biografía del autor/a

Leidy Esperanza Pamplona Beron, Universidad Tecnológica de Pereira

Facultad de ingenierías.

Docente Catedrático

Andrés Felipe Calvo Salcedo, Universidad Tecnológica de Pereira

Facultad de ingenierías.

Docente Transitorio

Cristhian Daniel Molina, Universidad Tecnológica de Pereira

Facultad de ingenierías.

Docente Catedrático

Citas

Ministerio de Tecnologías de la Información y la Comunicación. (2014) MinTIC y Uniandes abren programa para formar creadores de videojuegos en Colombia [Internet]. Disponible desde: <http://www.mintic.gov.co/portal/604/w3-article-6754.html> [Acceso 6 de abril 2016].

L. Guadalupe. (2006, Diciembre) La importancia de los laboratorios. Construcción y Tecnología [On line], p.20-22. Disponible desde: <http://www.imcyc.com/revistact06/dic06/INGENIERIA.pdf> [Acceso 11 de abril 2016].

R. Zamora. (2010, Octubre) Laboratorios remotos: Análisis, características y su desarrollo como alternativa a la práctica en la facultad de ingeniería. Inge-CUC [On line], 6 (6), p. 281–289. Disponible desde: < http://revistascientificas.cuc.edu.co/index.php/ingecuc/article/view/312/301> [Acceso 11 de abril 2016].

R. P. Granados. (2014) ¿Cómo educamos en Colombia? [Internet], Las 2 orillas. Disponible desde: <http://www.las2orillas.co/como-educamos-en-colombia/> [Acceso 6 de abril 2016].

J. Gossaín. (2016) ¿Por qué es tan mala la educación en Colombia?, una indagación sobre la causa del problema que puso al país de 61 entre 65 en las pruebas pisa [Internet], El tiempo. Disponible desde: <http://www.eltiempo.com/archivo/documento/CMS-13570938> [Acceso 12 de abril 2016].

Ministerio de educación. (2002) Instituciones educativas y realidad social [Internet], Ministerio de Educación Nacional. Disponible desde: <http://www.mineducacion.gov.co/1621/article-87818.html> [Acceso 12 de abril 2016].

M. Cabrol, M. Székely, Educación para la transformación, Banco Interamericano de Desarrollo, 2012, pp. 205-278.

Redacción Tecnosfera. (2015) Los 14 artículos del sector TIC en el Plan Nacional de Desarrollo [Internet], El Tiempo. [Online]. Disponible desde: <http://www.eltiempo.com/tecnosfera/novedadestecnologia/plan-nacional-de-desarrollo-asi- quedo-el-sector-tic/15701735> [Acceso 6 de abril 2016].

U. C. P. del Risaralda. (2010) Physi-Lab "Laboratorio Remoto y virtual para la enseñanza de la Física [Internet], Renata Colombia. Disponible desde: < https://www.renata.edu.co/index.php/ciencias-basicas/1539-physi-lab-qlaboratorio-remoto-y-virtual-para-la-ensenanza-de-la-fisicaq> [Acceso 7 de abril 2016].

H. A. Kofman, (2003), Nuevas tecnologías en la enseñanza: ¿Continentes o herramientas de la cultura humana? OEI- Revista Iberoamericana de Educación [on line]. Disponible desde: [Acceso 15 de abril 2016].

H. Azinan, Las tecnologías de la información y la comunicación en las prácticas pedagógicas. Buenos Aires: Ediciones Novedades Educativas, 2009, pp.45-141.

R. Z. Musa, “Laboratorios remotos: Actualidad y tendencias futuras”, Scientia et Technica, 2 (51), 113-118, 2012.

E. R. P. H. Barco, P. Arango, “Laboratorios remotos de física general. Una alternativa para la enseñanza”, MOMENTO. Revista de Física, (34), 28-37, 2007.

S. Bernal. (2011, Febrero), Implementación de una plataforma web para la administración de laboratorios remotos de física. Tesis de pregrado, Universidad Católica de Pereira.

H. Kofman, P. Lucero & M. Mattaloni. (2005, Sept.). La realidad de la experimentación física en laboratorios remotos. Presentado en Congreso en Tecnologías de la Información y Comunicación en la Enseñanza de las Ciencias 2005. [En línea] Disponible: http://sedici.unlp.edu.ar/bitstream/handle/10915/19348/Documento_completo__.pdf?sequence=1.

S. M. Pérez., A. A. Orozco., & G. A. Holguín., “Laboratorio de circuitos eléctricos con acceso remoto”, Actas del IV congreso de Tecnologías Aplicadas a la Enseñanza de la Electrónica, TAEE, 1, 651–654, 2000.

P. K. Frantisek Lustig, Jiri Dvorak. (2013) ises remote lab sdk. internet School Experimental Studio [Internet], Prague, Charles University. Disponible desde: <http://www.ises.info/index.php/en/systemises/sdkisesstudio> [Acceso 15 de abril 2016].

C. Osorio., J. Osorio, & J. Mendoza., “Estudio de la difracción de fraunhofer de una ranura simple mediante tratamiento digital de imágenes”, Scientia Et Technica, 18 (1), 293–302, 2013.

J. Zhou, D. Wu, & L. Dong. (2015, May). A laser diffraction measuring system for submicron pixel size image sensor, International Symposium on Next-Generation Electronics (ISNE) 2005. [En línea] Disponible: http://ieeexplore.ieee.org/xpl/abstractAuthors.jsp?reload=true&arnumber=7131961.

K. Matsushima, H. Schimmel, and F. Wyrowski, “Fast calculation method for optical diffraction on tilted planes by use of the angular spectrum of plane waves”, J. Opt. Soc. Am. A, 20 (9), 1755–1762, 2003.

J. R. Monteblanco. (2013) Análisis del espectro de difracción de la luz en una doble rendija con pixelprofile [Internet], Sembrando experiencias. Disponible desde: <http://www.anep.edu.uy/sembrando/index.php/ciencias-naturales/39-analisis-del-espectro-de-difraccion-de-la-luz-en-una-doble-rendija-con-pixelprofile> [Acceso 11 de abril 2016].

N. Montoya. Física interactiva. Difracción en una rendija [Internet], Física Interactiva. Disponible desde: <http://fisicavirtual.byethost33.com/Once/Fisica11.htm#> [Acceso 18 de abril 2016].

A. J. Barbero. Ondas: Acústica y óptica aplicada [Internet]. Escuela Politécnica Superior (Albacete). Disponible desde: <http://www.uclm.es/profesorado/ajbarbero/uclm3.htm> [Acceso 3 de abril 2016].

R. I. Hartley and A. Zisserman, Multiple View Geometry in Computer Vision, 2nd ed. Cambridge University Press, ISBN: 0521540518, 2004.

Z. Zhang, “A flexible new technique for camera calibration”, IEEE Transiciones on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 22 (11), 1330–1334, 2000.

R. C. Gonzalez & R. E. Woods, Digital Image Processing (3rd Edition). Upper Saddle River, NJ, USA: Prentice-Hall, Inc., 2006, pp. 194-237, 334-337.

T. R. Singh, S. Roy, O. I. Singh, T. Sinam, and K. M. Singh, “A new local adaptive thresholding technique in binarization”, IJCSI International Journal of Computer Science Issues, 8 (6), 271-277, 2012.

M. A. Luengo-Oroz, E. Faure, and J. Angulo, “Robust iris segmentation on uncalibrated noisy images using mathematical morphology”, Image and Vision Computing, 28 (2), 278 – 284, 2010.

National Instruments Corporation. (2000) IMAQ Vision Concepts Manual [Internet], Worldwide Technical Support and Product Information. Disponible desde: <http://www.ni.com/pdf/manuals/322916a.pdf> [Acceso 15 de abril 2016].

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Publicado

2017-02-22

Número

Sección

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