Láseres en química
GUÍA DOCENTE Curso 2016-17
Titulación: | Grado en Química | 702G |
Asignatura: | Láseres en química | 534 |
Materia: | Química avanzada |
Módulo: | Química Avanzada |
Modalidad de enseñanza de la titulación: | Presencial |
Carácter: | Optativa | Curso: | 4 | Duración: | Semestral |
Créditos ECTS: | 4,50 | Horas presenciales: | 45,00 | Horas estimadas de trabajo autónomo: | 67,50 |
Idiomas en que se imparte la asignatura: | Español |
Idiomas del material de lectura o audiovisual: | Inglés, Español |
Departamentos responsables de la docencia
QUÍMICA | R112 |
Dirección: | C/ Madre de Dios, 51 | Código postal: | 26004 |
Localidad: | Logroño | Provincia: | La Rioja |
Teléfono: | 941299620 | Fax: | 941299621 | Correo electrónico: | |
Profesorado previsto
Profesor: | Puyuelo García, María Pilar | Responsable de la asignatura |
Teléfono: | 941299639 | Correo electrónico: | pilar.puyuelo@unirioja.es |
Despacho: | 1203 | Edificio: | CENTRO CIENTÍFICO TECNOLÓGICO | Tutorías: | Consultar |
Descripción de los contenidos
Principios básicos del funcionamiento de un láser
Características de la emisión láser
Tipos de láseres
Aplicaciones de los láseres en Química
Requisitos previos de conocimientos y competencias para poder cursar con éxito la asignatura
Recomendados para poder superar la asignatura.
Química Cuántica, Espectroscopia, Cinética Química, Física
Asignaturas que proporcionan los conocimientos y competencias:
- Química física I
- Química física II
Contexto
El láser es considerado como uno de los descubrimientos tecnológicos más importantes de la segunda mitad del siglo XX y así fue reconocido inmediatamente después de su descubrimiento con el galardón del Premio Nobel de Física en 1961 a C. H. Townes, N. Basov y A. Prokhorov por sus trabajos sobre los principios de funcionamiento del láser y, más tarde, con el Premio Nobel en 1981 a A. Schawlow, N.Bloemberger y K. M. Siegbahn por el desarrollo de la espectroscopía láser. Diversos premios Nobelmás recientes están vinculados estrechamente con aplicaciones de los láseres en la Química, tales como los concedidos a A. Zewail (1999, femtoquímica), K. Tanaka (2002, desorción/ionizaciónláser), Chu, Cohen-Tannoudji y Phillips (1997, enfriamiento de átomos por láser), Hänsch y Hall(2005, espectroscopía láser de alta precisión), entre otros.
El láser ha revolucionado muchas ramas de la Ciencia y Tecnología y esta revolución es particularmente evidente en Qímica donde el láser se ha convertido en una de las herramientas esenciales. La Química es la disciplina científica que estudia la materia y su transformación y, precisamente, en estas dos áreas es donde el laser y la tecnología láser son cruciales.
En esta asignatura se introducirán conceptos básicos de la emisión láser, y se revisarán algunos de los tipos de láseres más utilizados. A continuación se estudiarán algunas de las aplicaciones de los láseres en Química, por ejemplo, en Espectroscopia ó en Fotoquímica.
Competencias
Competencias generales
CGIT01. Ser capaz de analizar y sintetizar información.
CGIT02. Mostrar capacidad de organización y planificación.
CGIT03. Comunicar información de manera oral y escrita.
CGIT04. Comprender textos escritos en una segunda lengua relacionados con la propia especialidad.
CGIT05. Usar las tecnologías de información y comunicación.
CGIT06. Resolver problemas.
CGIP01. Trabajar en equipo.
CGIP03. Adquirir y aplicar el compromiso ético.
CGIP04. Razonar de manera crítica.
CGS02. Realizar un aprendizaje autónomo.
Competencias específicas
CE01. Conocer la terminología química, nomenclatura, convenios y unidades.
CE03. Enumerar las características de los diferentes estados de la materia y conocer los modelos teóricos empleados para describirlos.
CE05. Conocer los principios de termodinámica y los fundamentos de la cinética y sus aplicaciones en Química.
CE06. Enunciar los principios de la química cuántica y aplicarlos a la descripción de la estructura atómica y molecular.
CE09. Identificar y describir las principales técnicas de caracterización estructural.
CE12. Relacionar las propiedades macroscópicas y propiedades de átomos y moléculas individuales, incluyendo macromoléculas (naturales y sintéticas), polímeros, coloides y otros materiales.
CE16. Demostrar el conocimiento y la comprensión de los hechos esenciales, conceptos, principios y teorías relacionadas
con las áreas de la Química.
CE17. Resolver problemas cualitativos y cuantitativos según modelos previamente desarrollados.
CE18. Reconocer y analizar nuevos problemas y plantear estrategias para solucionarlos.
CE19. Evaluar, interpretar y sintetizar datos e información química.
CE20. Valorar los riesgos en el uso de sustancias químicas y en los procedimientos de laboratorio.
CE21. Manipular con seguridad las sustancias químicas y los procedimientos correctos de gestión de residuos.
CE22. Realizar procedimientos estándares de laboratorios implicados en trabajos analíticos y sintéticos en relación con sistemas orgánicos e inorgánicos.
CE23. Manejar la instrumentación química estándar utilizada para investigaciones estructurales y separaciones.
CE24. Interpretar los datos procedentes de observaciones y medidas en el laboratorio en términos de su significación y de las teorías que la sustentan.
CE25. Procesar e informatizar datos químicos.
CE26. Reconocer e implementar buenas prácticas científicas de medida y experimentación.
CE27. Reconocer y valorar los procesos químicos en la vida diaria.
CE28. Relacionar la Química con otras disciplinas.
Resultados del aprendizaje
Conocer los fundamentos físicos y químicos necesarios para entender el funcionamiento de un láser. Distinguir y describir las propiedades de la emisión láser
Conocer y describir los distintos tipos de láseres según el medio activo, y según la resolución temporal
Conocer y describir algunas aplicaciones de los láseres en Química
Introducir al alumno en la experimentación en Química con láseres.
Temario
TEMA 1. Fundamentos del láser.
Interacción radiación-materia. Principios físicos del láser. Inversión de población. Cavidad resonante y modos característicos. Ganancia. Propiedades de la emisión láser.
TEMA 2. Tipos de láseres.
Tipos de láseres. Láseres de gas. Láseres de estado sólido. Láseres de semiconductores. Láseres de colorante. Láseres continuos y pulsados.
TEMA 3. Aplicaciones de los láseres en Química.
Espectroscopía láser. Fotoquímica con láser. Espectroscopia láser en el estudio de la cinética y dinámica de reacciones químicas.
PRÁCTICAS DE LABORATORIO: Experimentación en el laboratorio de Química Física y en el laboratorio de Láseres. Prácticas de láseres y óptica, y aplicaciones en Química.
Bibliografía
Tipo: | Título |
Básica | Laser chemistry : spectroscopy, dynamics and applications / Helmut H. Telle, Angel González Ureña, Robert J. Donovan-- Chichester (West Sussex) : Wiley, 2007
Absys Biba |
Básica | An introduction to laser spectroscopy / by David L. Andrews and Andrey A. Demidov-- 2nd ed-- New York : Kluwer Academic, 2002
Absys Biba |
Básica | Chemical kinetics and reaction dynamics / Paul L. Houston-- Boston [etc.] : McGraw-Hill, 2001
Absys Biba |
Básica | Principles of lasers / Orazio Svelto ; translated from italian and edited by david C. Hanna-- 5th ed-- New York : Springer, 2010
Absys Biba |
Básica | Laser spectroscopy / Wolfgang Demtröder-- 4th ed-- Berlin : Springer, cop. 2008
Absys Biba |
Básica | Lasers in chemistry / David L. Andrews-- 3rd ed-- Berlin [etc.] : Springer, 1997 Absys Biba |
Básica | Understanding lasers : an entry-level guide / Jeff Hecht-- 3rd ed-- New York : IEEE, ; Hoboken (New Jersey) : John Wiley & Sons, cop. 2008 Absys Biba |
Básica | Modern spectroscopy / J. Michael Hollas-- 4th ed-- Chichester, West Sussex (England) : John Wiley & Sons, cop. 2004
Absys Biba |
Básica | A guide of laser safety / A. Roy Henderson-- London [etc.] : Chapman and Hall, cop. 1997 Absys Biba |
Básica | Atomic and molecular spectroscopy : basic aspects and practical applications / Sune Svanberg-- 3rd rev.and enlarged ed-- Berlin : Springer, 2001 Absys Biba |
Básica | Laser : experiments for beginners / Richard N. Zare... [et. al.]-- Sausalito, California : University Science Books, cop. 1995
Absys Biba |
Recursos en Internet |
Journal of Chemical Education |
Metodología
Modalidades organizativas
Clases teóricas
Seminarios y talleres
Clases prácticas
Estudio y trabajo en grupo
Estudio y trabajo autónomo individual
Métodos de enseñanza
Método expositivo - Lección magistral
Estudio de casos
Resolución de ejercicios y problemas
Aprendizaje basado en problemas
Aprendizaje orientado a proyectos
Aprendizaje cooperativo
Contrato de aprendizaje
Organización
Actividades presenciales | Tamaño de grupo | Horas |
Clases teóricas | Grande | 30,00 |
Clases prácticas de laboratorio | Laboratorio | 15,00 |
Total de horas presenciales | 45,00 |
Trabajo autónomo del estudiante | Horas |
Estudio autónomo individual o en grupo | 30,00 |
Preparación de las prácticas y elaboración de cuaderno de prácticas | 7,50 |
Resolución individual de ejercicios, cuestiones u otros trabajos, actidades en biblioteca o similar | 20,00 |
Preparación en grupo de trabajos, presentaciones (orales, debates, ...), actividades en biblioteca o similar | 10,00 |
Total de horas de trabajo autónomo | 67,50 |
Evaluación
Sistemas de evaluación | Recuperable | No Recup. |
Pruebas escritas | 40% | |
Técnicas de observación | | 10% |
Informes y memorias de prácticas | | 30% |
Trabajos y proyectos | 20% | |
Total | 100% |
Comentarios
El material didáctico seleccionado se encontrará disponible en el aula virtual para todos los alumnos matriculados en esta asignatura.
Se realizarán dos exámenes parciales (20% cada uno), correspondientes a los dos primeros temas de la asignatura, que serán recuperables.
La evaluación del tercer tema se realizará a partir de las memorias de trabajos o proyectos (20%), que serán recuperables.
Para los estudiantes a tiempo parcial (reconocidos como tales por la Universidad), las actividades de evaluación no recuperable podrán ser sustituidas por otras, a especificar en cada caso. Esta posibilidad se habilitará siempre y cuando la causa que le impida la realización de la actividad de evaluación programada sea la que ha llevado al reconocimiento de la dedicación a tiempo parcial.
Criterios críticos para superar la asignatura
-La realización de las prácticas de laboratorio y la entrega de los correspondientes informes son obligatorias para superar la asignatura.
-Será necesario obtener al menos un 4,0 sobre 10 en cada uno de los exámenes escritos para que se consideren en la evaluación global las notas obtenidas los otros criterios de evaluación.
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