Coloquios del Instituto de Física

El Instituto de Física de la PUCV invita a participar de un nuevo coloquio virtual transmitido en vivo el día miércoles 02 de Diciembre a las 14:30 horas.

En esta ocasión, Eugenio Hamm del Departamento de Física de la Universidad de Santiago de Chile nos presentará

«Inestabilidad oscilatoria de una fractura en el rasgado de películas delgadas»

Para asistir tienes que ingresar al canal de Youtube del Instituto siguiendo el enlace o escaneando el código del afiche.

¡No te lo pierdas!

Examen de Avance de Tesis, Sr. René Zuñiga Aguilera

El lunes 07 de diciembre de 2020 a las 10:00 horas, vía Zoom, tendrá lugar el Examen de avance de tesis para optar al grado de Doctor en Ciencias Físicas, de Sr. René Zuñiga Aguilera (PUCV). El título de su trabajo es Geometry-controlled phase transitions in vibrated granular media dirigido por Dr. Germán Varas (PUCV).

localizacion-eclipse-2020

Determinando los tiempos de observación

¡Sólo falta saber cuándo medir!

La simultaneidad de la grabación requiere saber cuándo observaremos el eclipse en el lugar dónde nos encontramos. Para esto recomendamos usar el Solar Eclipse Calculator (desarrollado por Xavier M. Jubier).

¡Es importante que sepamos nuestra Latitud y Longitud para determinar los tiempos de observación con la mayor precisión!

Usaremos el calculador para conocer tiempo de inicio del eclipse total C2, y el tiempo de término C3. Para esto debemos:
  1. Seleccionar el eclipse, Select the eclipse: 2020 Dec 14 (T), del menú desplegable inicial.
  2.  Debes determinar tu ubicación, el botón Geolocate lo hace automáticamente. Prefiere esta opción si harás tu grabación en tu ciudad de residencia.
  3.  Si vas a estar en otra ciudad, o quieres determinar tu ubicación precisa usa el compás de tu teléfono e introduce las coordenadas en Lat/Lon DMS <-> DD Converter (el enlace está justo debajo del título Observer Geographic Coordinates),
  4.  Asegurate que el Time zone sea 04:00 W (Daylight Savings Time).
  5. Oprime Calculate Eclipse Circumstances verás C2 y C3.
  6. ¡Anótalos! debemos comenzar a medir 60 segundos antes de C2 y terminar 60 segundos después de C3.
Para repasar cada uno de estos pasos hemos preparado el tutorial que sigue.

Eclipse 2020: tutorial captura

¿Cómo vamos a medir en #EclipseConCiencia?

Instrucciones para la preparación de la plataforma y condiciones de la grabación de los videos

La plataforma que hemos construido en el paso anterior es una parte del experimento; es nuestro primer paso, ahora debemos prepararnos para la observación de las cintas de sombra.

Captura de las Cintas de Sombra

Usando FiLMiC PRO

Ya han descargado la App, y la han abierto (al menos una vez). A pesar de lo compleja que pueda parecerles, es importante que al momento de la observación del eclipse esté adecuadamente configurada, con los parámetros de observación más apropiados para el teléfono del que disponen. Hemos dispuesto de este tutorial enumerando los pasos a seguir.

Antes de usar la App para grabar las cintas de sombra recordar:

  • Seleccionar HD 1080p en formato FiLMiC Extreme en Resolution.
  • Seleccionar la opción de grabación 60FPS (30FPS en caso de no ser posible) en Frame Rate.
  • Seleccionar Time Code Track en CMS para marcar el momento la grabación en el archivo que será enviado a nuestro repositorio.
  • Desactivar el audio seleccionando Video Only en Audio.
  • Realizar el Balance de Blancos (White Balance, WB): usualmente el valor es 5200K pero en la situación de un eclipse puede llegar a un valor cercano a 8000K. En el atardecer, apuntar a la pizarra, y tomar el balance de blancos. Entre la foto que toma la cámara del teléfono y la observación natural no debería haber diferencia.
  • Ajustar el foco y el rango dinámico: usar Manual Controls (•) que se encuentra a la izquierda del botón Live Analytics (A). Una vez que el WB está elegido, si ambos botones están seleccionados deben estar en rojo.

Calibración de la captura de video con FiLMiC PRO

Para poder observar las cintas de sombra necesitamos ajustar la sensibilidad de la cámara del teléfono a las condiciones de baja luminosidad que se tienen durante un eclipse total. La cartilla de referencia que ven aquí nos servirá al propósito de calibrar la cámara.

Haciendo click en esta imagen descargarán el archivo WP2160.BMP de 24.9 MB que deberán imprimir en una impresora láser de 600 DPI.

La referencia que han impreso tiene como función principal ajustar el balance de blancos, ISO y tiempo de exposición (medido en fracciones de segundo) para cada imagen que forma el video con el que capturaremos el movimiento de las cintas de sombra

¡Recordar anotar en una libreta todos los parámetros determinados en la calibración!—ver tutorial a la derecha.

Los tres círculos de colores que se intersectan son el balance de blancos (WB).  El círculo blanco que Ud. puede mover sobre la imagen determina el área dónde se mide este balance. Los valores de TEMP y TINT calculados debe anotarlos durante el proceso de calibración.
El dial de la derecha corresponde al enfoque manual. El enfoque se debe hacer observando la cruz que se dibujó en la plataforma. La asistencia de enfoque indica con un delineado verde que el objeto se está en foco.
Como se ilustra en la imagen de la izquierda, Manual Controls (•) y Live Analytics (A) deben estar seleccionados. El dial de la izquierda determina el ISO y el tiempo de exposición (ver el tutorial). Valores aceptables para el ISO se encuentran entre 100 y 800 (más allá de este valor la imagen puede contener demasiado ruido para hacer los datos fiables). El tiempo de exposición debe ser siempre mayor a 120.
Live Analytics permite activar las asistencias para enfoque, ISO, y tiempo de exposición. La asistencia de rango dinámico permite hallar los valores de ISO y tiempo de exposición adecuados (ver tutorial). Valores apropiados para estas cantidades se observan en tonos verdosos; tonos extremadamente rojisos indican mucho brillo, y azules intensos muy poca luz como para observar detalles.
¡Recordemos los parámetros de grabación de video una vez más en este tutorial!
Orientación de la plataforma

La plataforma, o pizarra, idealmente debe estar orientada en la dirección N-S. Para la plataforma que hemos construido siguiendo los pasos indicados aquí, existen dos posibles orientaciones (A) y (B); solo es necesario que el soporte del celular este en el lado Sur (A) o en el lado Norte (B). Para la pizarra blanca, los lados del cuadrado (C)deben estar alineados con los puntos cardinales. El tripode, o soporte, que se use podrá ser colocado indistintamente en el Norte o Sur.

Pero en cualquier caso es importante que la pantalla sea perpendicular a la luz que proviene del Sol en el momento del eclipse. El día previo, levantaremos el lado Sur hasta que el soporte del celular deje de proyectar sombra sobre el área de observación.

En esta época del año nuestra sombra se orienta de Norte a Sur ¡Por esto recomendamos poner el soporte en el lado Norte!.

Orientar la plataforma es simple con la aplicación de Compas o Brujula que viene en cualquier teléfono inteligente.

Eclipse 2020: Armado de plataforma

Plataforma de Observación para #EclipseConCiencia

Instructivo de construcción

En Física, cómo parte de cualquier ciencia natural, requiere que un experimento sea reproducible por cualquier observador. Es por este motivo que mucho de nuestro tiempo se lo dedicamos a pensar en qué diseño permite satisfacer esta condición.

¡Si se realizan muchos experimentos en las mismas condiciones podemos separar errores en la observación del fenómeno de interés!

La experiencia requiere de una pantalla altamente reflectiva ya que las cintas de sombras suelen ser extremadamente tenues. Así les proponemos dos alternativas que garantizarán la captura exitosa de estas elusivas cintas.

paso1

1. Materiales

  1. 1 plancha de melamina, 120X120cm
  2. 2 planchas de melamina, 120X20 cm
  3. 1 plancha de formalita, 120X120 cm

(A’) 1 pizarra blanca con tamaño mínimo de 100X100 cm

(D)  Adhesivo industrial y tornillos (para A, B, y C). Para ambas opciones 1 regla de un metro, o más, y 1 plumón permanente.

E.    Palo selfie y amarras plasticas

E’.   Si tiene A’ necesitará algún tipo de trípode o soporte adicional

Tutorial de construcción
paso2

2. Construcción de pantalla.

Usamos el adhesivo industrial (D) para pegar la melamina con la formalita (A+C)  siguiendo las instrucciones del envase del pegamento. 

Si tienes una pizarra (A’), te puedes saltar 2, 3, y 5.

paso3

3. Escuadras para el soporte.

Usaremos una de las dos planchas 120X20 cm (B) para reforzar el soporte donde colocaremos nuestro celular. Usar la imagen como referencia de corte.

paso4

4. Marcar distancias de referencia

La zona de observación debe tener como mínimo 100X100 m. En la pantalla o pizarra usa un plumón negro permanente (D) para marcar un metro en las direcciones vertical y horizontal como se ilustra. Agrega también una cruz en el centro. ¡OJO! Si estás utilizando la pantalla (A+C), las marcas de referencia deben quedar esquinadas para dejarle espacio al soporte. Si tu pizarra (A’) presenta manchas o rayones intenta limpiarlas lo más posible para que no interfiera con la toma de datos.

paso5

5. Ensamblar el soporte para E.

Instala el soporte a tu pantalla fijando las escuadras (3) junto a la plancha restante (B) con tornillos—adicionalmente, puedes usar el adhesivo también aquí si lo deseas. Deja tres o cuatro centímetros libres a izquierda (o derecha, dependiendo de tu modelo telefono) para poder asegurar el palo selfie. Asegurate que quede vertical y lo más rígido posible para que su movimiento no interfiera durante la grabación. 

Si cuentas con un trípode para cámara puedes obviar este paso.

paso6

6. Fijar palo de selfie.

Para poder fijar tu celular asegura el palo selfie con amarras (6) ¿dejaste tres o cuatro centímetros de espacio para él? La cámara de tu celular debe estar alineada con la cruz que se encuentra al centro de la pantalla.

paso6p

6′. Soporte alternativo.

En caso de contar con una pizarra A’ necesitarás un soporte como el ilustrado en E’. También puede suceder que sin tener una pizarra lo tengas  y puedas saltarte 3 y 5. Es necesario, que te asegures que cualquiera sea tu soporte el teléfono estará firme para observar las pantallas 4.

Eclipse con Ciencia 2020


Eclipse con Ciencia

Los eclipses de Sol son fenómenos naturales que han fascinado a la humanidad desde tiempos inmemoriales. En un eclipse de Sol, la Luna se interpone justo delante del Astro Rey, proyectando una sombra en la Tierra de varios kilómetros de diámetro para el deleite de los observadores que allí se encuentren. Pero los eclipses son mucho más que un maravilloso espectáculo, ya que pueden ser usados para avanzar nuestro conocimiento científico; de hecho, los eclipses nos han ayudado a establecer la relación entre nuestro planeta, la Luna y el Sol; nos han provisto de un mejor entendimiento de los campos magnéticos del Sol; y por si fuera poco, permitieron también confirmar la teoría de la relatividad general, entre otros.

#EclipseConCiencia en Chile: En esta ocasión, queremos aprovechar el Eclipse del 14 de diciembre 2020 para realizar un experimento participativo. Los queremos invitar a convertirse en científicos durante el eclipse, recolectando datos valiosos sobre un fenómeno muy interesante pero increíblemente poco entendido que ocurre en nuestra propia atmósfera—llamado coloquialmente como Cintas de Sombras.

 

¿Qué son las Cintas de Sombra? Las llamadas cintas de sombra son un fenómeno que puede observarse en eclipses totales de Sol, justo antes y justo después de la totalidad, las que aparecen tal como se aprecia en la representación artística (ver imagen de la derecha). Estas cintas ocurren debido a la presencia de turbulencia atmosférica, y en particular están dominadas por la turbulencia de baja altura.

 

Credito: Demetrio Emilio Diamilla Müller (de G.F. Chambers,
Credito: Demetrio Emilio Diamilla Müller (de G.F. Chambers, "The Story of Eclipses," 1900).
Creditos: ESO (European Southern Observatory, eso.org)
Creditos: ESO (European Southern Observatory, eso.org)

¿Por qué necesitamos caracterizar la turbulencia de baja altura? Chile es un país donde se están instalando los telescopios más grandes del mundo, incluyendo 2 de los 3 futuros telescopios de 30-metros, como lo son el ELT y el GMT. Para poder sacar el mejor provecho científico de estos telescopios de última generación, es necesario un profundo entendimiento y caracterización de la turbulencia atmosférica de tal forma de poder compensar el efecto distorsionador inducido por ella. La turbulencia a baja altura es en general la más difícil de caracterizar, pero el eclipse del 14 de Diciembre nos ofrece una oportunidad única de avanzar en esa dirección y aportar al desarrollo científico del país.

¿Qué es la turbulencia a baja altura? Es aquella turbulencia atmosférica que ocurre entre los primeros 2 o 3 km sobre la superficie terrestre. La turbulencia atmosférica se produce principalmente por diferencias de temperatura, lo que conlleva a que la luz se propague en diferentes direcciones y por tanto tiende a empeorar la nitidez de las imágenes. Es un efecto pequeño en relación a la resolución del ojo humano y nosotros apenas lo notamos en el titilar de las estrellas. Sin embargo, este efecto es suficientemente grande para afectar considerablemente las mediciones astronómicas profesionales y por tanto es importante caracterizarla.

Les contamos a nuestros amigos de @planificatuclipse sobre nuestro experimento colaborativo, y los principios en los que se basa.

También hablamos de lo importante que es que las personas se involucren de cerca con la ciencia, por eso…

¿Quieres contribuir como astrónomo u observador aficionado a un experimento científico ciudadano?
¡Unete a nuestro experimento colaborativo #EclipseConCiencia!

Experimento Colaborativo

Todo experimento comienza con una propuesta científica; este es el primer borrador de ella. En este documento encontrarás las razones por las que decidimos involucrar a todos uds. en esta aventura.

Una vez que la propuesta está acordada empezamos a diseñar los instrumentos que utilizaremos para medir con éxito las cintas de sombras. Resultado del intercambio de ideas entre Darío G. Pérez, Szymon Gladysz (Fraunhofer IOSB) y los alumnos de postgrado (J. Rivero y M. Sepulveda) surgieron el diseño de la plataforma ilustrada en la figura y los diferentes pasos que indicamos a continuación. Los elementos propuestos—con los que cada uno de Uds. realizará esta experiencia—nos permitirán tener observaciones cuyos datos tengan la calidad científica necesaria para poder ser analizados con márgenes de error predecibles. Esperamos del análisis de estos datos obtener resultados significativos para contribuir positivamente a nuestro conocimiento de la atmósfera a nivel del suelo.

Nuestra propuesta experimental consiste de tres pasos:

  1. Construcción de una plataforma ¡con las mismas características para todos los participantes!
  2. Usar el mismo software en cada observación ¡para poder comparar las observaciones entre ellas!
  3. Determinar los tiempos precisos de cada observación ¡para determinar el grado de simultaneidad entre observaciones de las cintas de sombras!

En estas primeras semanas (hasta el 25 de noviembre) nos concentraremos en el paso 1 y para ello hemos dispuesto de un breve instructivo para descargar—más detalles y videos tutoriales irán apareciendo en nuestras redes sociales. Luego, pasaremos al paso 2 que requerirá del uso de FiLMiC PRO y una serie de consideraciones que aparecerán también aquí. Finalmente, coordinaremos el paso 3 con todos los participantes a través de un enlace que dispondremos a finales de este mes.

Para aquellos que decidan participar de esta colaboración científica enviándonos sus datos antes del 30 de noviembre, CAOVa e IFIS tienen previstas ayudas económicas para la construcción de la plataforma de observación o la adquisición de la app.

¡Entérate de cómo participar junto al IFIS y el CAOVa en la cobertura de este evento astronómico siguiéndonos en redes sociales!

El formulario de inscripción y tutoriales para realizar el experimento se encuentran a continuación…

Instrucciones
Observaciones
Observador = 'Apellido, Nombre';
Telefono = 'Marca, Modelo';
FileName = '12142020_130100';
TINT = -15; %Balance de blancos
TEMP = 6200; %Balance de blancos
ISO = 400; % rango dinamico
TEXP = 1/500; % tiempo de exposicion
FPS = 60; % Velocidad de captura
FORMATO = 'HD 1080p, FiLMiC Extreme'; % Resolucion, compresion
Latitud = -39.15580; % coordenadas del
Longitud = -72.66010; % lugar
C2 = '13:01:49.8'; % comienzo eclipse total
C3 = '13:03:58.3'; % fin eclipse total
Ejemplo de archivo de texto acompañando al video con la información de la observación.

¿Quiénes somos?

El Centro de Óptica Adaptiva de Valparaíso (CAOVa) de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso (PUCV), es un centro multidisciplinario que estudia tecnologías e instrumentación para monitorear los efectos de la atmósfera en los observatorios astronómicos.

El Instituto de Física (IFIS) de la PUCV congrega físicos, astrofísicos y astrónomos interesados en descubrir los secretos del Universo empleando las nuevas generaciones de telescopios.

Dr. Darío G. Pérez es profesor titular del IFIS, miembro fundador de CAOVA, y responsable científico de esta propuesta.

Dr. Nicolás Tejos es responsable de vinculación y extensión del IFIS y se desempeña como profesor y astrónomo.

Consultas científicas: dario.perez@pucv.cl

Consultas extensión: nicolas.tejos@pucv.cl

Diego Romero Maltrana: “Aprender ciencia no es solo aprender contenido científico, sino también aprender cómo se hace la ciencia”

Diego Romero Maltrana es académico e investigador de nuestro Instituto. Doctor en Física de altas energías por la Pontificia Universidad Católica de Chile y Máster en Filosofía de la Física por la Universidad de Oxford, Inglaterra. Siendo esto último lo que lo llevó a vincularse con el grupo de Tecnología Educativa, en el que trabaja actualmente. A continuación, te invitamos a conocer el aporte que hace este investigador desde esta mezcla de disciplinas.

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Desde el Instituto de Física de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso, te invitamos a ser parte del evento “La Física te rodea, si no te lo crees ¡pregunta!”, una actividad de vinculación con el medio en la que miembros de nuestro instituto (estudiantes, investigadores y profesores) discutirán sobre la importancia de la física en nuestra sociedad y responderán preguntas del público asistente. En este conversatorio podrás reunirte con físicos en diferentes etapas de formación, incluyendo estudiantes, investigadores y profesores. El evento se llevará a cabo el día 12 de noviembre del 2020 entre las 11 y 13 horas, a través de la plataforma Zoom y será transmitido en vivo a través de nuestro canal de Youtube (http://youtube.com/c/InstitutodeFisicaPUCV). 

¡Anímate a participar y resolver esas interrogantes de física que nunca te atreviste a preguntar! 

  • ¿Cuándo?: jueves 12 de noviembre
  • ¿A qué hora?: entre 11 y 13 horas
  • Plataforma: Zoom, transmitido por YouTube
  • Público objetivo: estudiantes de enseñanza media y público general
  • Inscripciones: 90 cupos para participar a través de Zoom, pero se recibirán preguntas por Youtube y nuestras redes sociales.
  • Formulario de Inscripción: https://forms.gle/2oDwc7xF7hYyqmPC7