Laboratorio 5
Depto de Fisica - FCEyN - UBA
Dr. Carlos Acha
Experimentos para la primera parte.
A convenir de acuerdo al material disponible en el laboratorio.
(buscar la guía impresa en el laboratorio cuando no haya archivo disponible en pdf)

 

1. Descarga Glow.
Estudio de la descarga luminosa en gases - Dependencia con la presión, la diferencia de potencial y la distancia entre electrodos - Características I-V - Curvas de Paschen.
Claves: descarga autosostenida - ionización - alta tensión – técnicas de vacío
Datos adicionales: DG1 - Cuidado! ALTA TENSION

2. Nuclear: Efecto Compton - Estadística del decaimiento radiactivo -  Interacción de la  radiación con la materia.
Se propone estudiar la interacción de la radiación  gamma con la materia, utilizando un detector de centelleo de NaI(Tl) para obtener espectros de rayos gamma de diversos elementos radiactivos (207Bi, 137Cs, 133Ba y 60Co). Se pondrá en evidencia los diversos procesos de interacción, como el efecto Compton, el efecto fotoeléctrico y la creación de pares electrón - positrón. Se tendrá en cuenta la influencia de posibles efectos relativistas. Podrá estudiarse también la estadística particular del decaimiento radiactivo.
Claves: Radioactividad - Emisión gamma  - Efectos Compton y Fotoeléctrico - Creación de pares - Dinámica relativista - Centelleo - Fotomultiplicador - Multicanal - Distribución de Poisson.
Datos adicionales:  seguridad - Determinación del borde Compton

3. Efecto Zeeman (anómalo).
Se analizará el desdoblamiento Zeeman de una de las líneas espectrales del Hg (violeta) mediante un interferómetro Fabry-Perot.  Se adquirirán los espectros mediante la digitalización de las imágenes y se buscará estimar la relación entre la carga y la masa del electrón.
Claves: líneas espectrales - números cuánticos - factor de Landé - campo magnético - interferómetro Fabry-Perot - Adquisición y tratamiento de imágenes.
Datos adicionales: EZ1 - EZ2 - EZ3 - EZ4 - EZ4

4. Efecto fotoeléctrico.
Se observará y analizará la emisión electrónica de un metal al incidir con radiación electromagnética sobre él.
Se propone la detección sincrónica como método de medición. Considerando el modelo propuesto por Einstein en 1905 para explicar este fenómeno, se podrá realizar una estimación de la constante de Planck a partir de las mediciones realizadas así como determinar la función trabajo del metal.
Claves: Teoría corpuscular de la luz - Interacción de la radiación con la materia - Cátodo - función trabajo - monocromador - lock-in1 - lock-in2 .
Datos adicionales: EF1 – EF2

5. Espectroscopía.
En esta práctica se determinará el espectro de emisión de diferentes gases incandescentes (lámpara de descarga) mediante el uso de un espectrómetro automatizado, poniendo en evidencia la naturaleza cuántica de los niveles electrónicos  en los átomos.
Claves: líneas espectrales -  Fórmula de Rydberg - números cuánticos - red de difracción - fotomultiplicador.
Datos adicionales: algunos espéctros, algo de historia, fotomultiplicador, monocromador

6. Microscopía de efecto túnel  (STM).
Se manejará un microscopio de efecto túnel (STM) con el objeto de intentar obtener resolución atómica en imágenes topográficas de films de carbono y de oro. Se realizarán depósitos de Au en forma de películas delgadas mediante la técnica de sputtering, donde se variarán los parámetros que regulan las características del depósito. Luego se analizaran mediante el STM donde se buscará caracterizar la morfología de la película depositada. En algunos casos se realizará un análisis espectroscópico  mediante la obtención de características I-V.
Claves: efecto túnel - espectroscopía - film delgado - sputtering
Datos adicionales: STM1 – STM2 – STM3 - Manual del STM - Software del STM

7. Estudio sobre Láseres.
La idea es analizar la influencia de ciertos parámetros para lograr que un material produzca una emisión láser. De esta manera, se realizaran distinto tipo de cavidades con el fin de caracterizar un láser con un medio amplificador de Nd:YAG, bombeado gracias a un láser de diodo.
Claves: coherencia - bombeo - cavidad
Datos adicionales: Seguridad - Seguridad Clase IV -Láser semiconductor

8. Medición de la constante de Verdet del H2O (x detección sincrónica).
Se propone estudiar el efecto Faraday, consistente en la rotación del plano de polarización de radiación electromagnética linealmente polarizada al transitar un medio material sometido a un campo magnético paralelo a la dirección de propagación. La constante de proporcionalidad entre la rotación y el campo magnético corresponde a la constante de Verdet. Experimentalmente, deberá trabajarse con técnicas de detección particulares (pulsos de alta corriente o detección sincrónica) dadas las magnitudes de la señales involucradas.
Claves: luz polarizada - birrefringencia - campo magnético - medición de pulsos / lock-in1 - lock-in2 (según la técnica empleada)
Datos adicionales: Efecto Faraday con campo pulsado - Constante de Verdet con campo magnético alterno - Lock-in vía soft

9. Medición de la banda prohibida en diodos de Si y Ge.
En este experimento se buscará determinar la banda de energía prohibida del Si o del Ge mediante el estudio de las características V-I en función de la temperatura de diodos construidos en base a esos materiales,. Este estudio también puede llevarse a cabo estudiando la dependencia en temperatura de la resistividad de una pastilla del material semiconductor, empleando para ello el método de Van de Pauw.
Claves: electrones en sólidos - bandas de energía - dependencias no lineales - medición de resistividad - bajas y altas temperaturas - termometría.
Datos adicionales: band gap a alta temperatura (método de Van der Pauw) - Termómetro de  Pt:  Tablas - Cúbica - ITS90 - info. - Termistores

10. Una Paradoja a bajas y altas temperaturas- El efecto Leidenfrost (suspendida)
La idea es poner en evidencia este efecto ligado a la notable modificación del tiempo necesario para que una gota de líquido hirviendo se evapore completamente en contacto con una superficie. En definitiva se trata de un problema ligado a la eficiencia en la transferencia del calor, que es parte de la respuesta a la pregunta: cómo logramos con agua que una superficie a más de 100 C baje su temperatura en el menor tiempo posible?
Claves: Temperatura crítica – Conducción del calor - relación volumen / superficie – rugosidad - bajas y altas temperaturas - termometría.
Datos adicionales: EL1

11. Caracterización  de un superconductor de alta temperatura crítica (suspendida).
Se buscará caracterizar un cerámico superconductor de YBa2Cu3O7 mediante la susceptibilidad alterna, en función de la temperatura y eventualmente en presencia de un campo magnético DC.
Claves: Superconductividad – YBa2Cu3O7 - susceptibilidad AC – corriente crítica - Modelo de Bean / Kim - bajas temperaturas – termometría – generación y medición de campo magnético - Detección sincrónica (lock-in1 - lock-in2).
Datos adicionales: Superconductividad - Susceptibilidad AC

12. Caracterización de un material de  magnetorresistencia colosal (suspendida).
Se buscará poner en evidencia la propiedad de magnetorresistencia colosal en un material de la familia de las manganitas - Se observarán las características de la conducción en el estado paramagnético y en el estado ferromagnético, así como  la influencia de aplicar un campo magnético sobre las mismas.
Claves: ordenamiento magnético - magnetorresistencia – Doble intercambio – La0.8Ca0.2MnO3 - medición de resistividad - bajas temperaturas – termometría - generación y medición de campo magnético.
Datos adicionales: CMR1 - CMR2

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