Guía de Cristalofísica

INTRODUCCIÓN

Cristalofísica estudia las propiedades físicas de los cristales, intentando relacionarlas con la composición química y la estructura.

• Propiedades importantes a considerar en esta parte son las que derivan de la interacción de la radiación X con la materia, ya que ellas permiten conocer la disposición de los átomos en la estructura, identificar fases cristalinas, etc.

CONTENIDOS

Los contenidos teóricos del bloque se presentan divididos en cuatro temas y éstos en capítulos o secciones. Cada uno de los capítulos o secciones se encuentra en una página web, a la que se puede acceder haciendo clic sobre el título correspondiente de la página web que contiene el índice del bloque o del tema, al que se accede desde Entrada a los temas de Cristalografía del apartado Contenidos en línea de Cristalografía o desde el índice del instalable una vez instalado en el PC o portátil del alumno.

Estos capítulos o secciones se encuentran también en formato pdf para descargar.

TEMA 10.- SIMETRÍA Y PROPIEDADES FÍSICAS

Relación entre simetría y propiedades físicas. Ley de Curie. Isotropía y anisotropía. Superficies de representación.

TEMA11.- INTERACCIÓN DE LAS ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS CON LOS CRISTALES.

Propiedades ópticas. Cristales isótropos. Cristales anisótropos.

TEMA 12.- EL MICROSCOPIO DE POLARIZACIÓN

12.1 Microscopio de polarización. Preparación de muestras.

TEMA 13.- PROPIEDADES ÓPTICAS DE LOS CRISTALES TRANSPARENTES.

Estudio sistemático con el microscopio de polarización.

TEMA 14.- PROPIEDADES ÓPTICAS DE LOS CRISTALES OPACOS.

Estudio sistemático con el microscopio de polarización.

TEMA 15.- PROPIEDADES ELÉCTRICAS

Piroelectricidad. Piezoelectricidad.

TEMA 16.- PROPIEDADES MAGNÉTICAS

Tipos de materiales cristalinos según las propiedades magnéticas.

TEMA17.- PROPIEDADES MECÁNICAS Y ELÁSTICAS

Propiedades mecánicas. Exfoliación. Propiedades elásticas. Deformación homogénea. Dilatación o expansión térmica y compresibilidad.

TEMA 18.- LOS CRISTALES Y LOS RAYOS X.

Introducción. Teoría de la difracción de rayos X. Intensidad de los rayos X. Simetría de los efectos de difracción. Métodos de difracción de rayos X.

Se presentan los enunciados de las prácticas de este bloque para trabajar con el microscopio de polarización por transmisión. El enunciado de la tarea a realizar en cada sesión se encuentra en una página web, a la que se puede acceder haciendo clic sobre el título correspondiente de la página web que contiene el índice de las prácticas del bloque:

• Propiedades ópticas. Consta de 4 sesiones, en las que se aprende el manejo de las partes del microscopio y las propiedades que pueden observarse en disposición ortoscópica y conoscópica del microscopio de polarización por transmisión con luz polariza y polarizadores cruzados.

• También se presentan enunciados de una serie de ejercicios para reforzar los conceptos más importantes de la materia. El enunciado de la tarea a realizar en cada sesión se encuentra en una página web, a la que se puede acceder haciendo clic sobre el título correspondiente de la página web que contiene el índice de las prácticas del bloque

OBJETIVOS

1. Adquirir conocimientos teóricos básicos sobre los contenidos del bloque Cristalofísica y Cristalografía de Rayos X en orden de antecedente y consecuente: Definición de propiedad física, Distinción entre propiedades direccionales y no direccionales, Conocimiento de los tipos de propiedades en cristales y minerales, Conocimiento de superficies de representación, Conocimiento de interacción radiación electromagnética con la materia, Identificación de minerales con microscopio polarizante, Conocimiento de las aplicaciones de la difracción de rayos X

2. Reforzar los contenidos del bloque mediante la realización de ejercicios de óptica y de rayos X

3. Adquirir determinadas habilidades y capacidades, como la de manejar un microscopio de polarización por transmisión, reconocer las propiedades ópticas de los materiales cristalinos, en este caso, de los minerales .

METODOLOGÍA

Las actividades presenciales se estructuran en clases expositivas, clases prácticas y tutorías grupales. Como apoyo a dichas actividades los alumnos disponen de material docente, aplicaciones, wiki, foro, enunciados de tareas y prácticas, etc. en el Campus Virtual.

En las clases expositivas de teoría el profesor expondrá de forma clara y concisa los conceptos teóricos que permitan al alumno abordar el estudio y compresión del bloque. Las clases serán de 50 minutos y seguirán el calendario aprobado por la Facultad. Como apoyo se utilizarán los medios audiovisuales y TICs adecuados a cada tema. Además, los alumnos realizarán un cuestionario evaluable al finalizar cada tema del bloque con preguntas de diferente tipo.

Las clases prácticas tendrán como objetivo la aplicación directa de los conocimientos adquiridos así como de la adquisición de determinadas habilidades. Las clases serán de dos horas y seguirán el calendario aprobado por la Facultad. Previamente a la clase los estudiantes dispondrán del enunciado y pautas, así como de los objetivos de la práctica.

Dentro de las actividades no presenciales se consideran dos. Una corresponde a las del estudio por parte del alumno de aquellos contenidos del bloque que le permitan alcanzar los objetivos especificados. La otra son tareas planificadas por el profesor de actividades determinadas relacionadas con los contenidos del bloque. Permitirán al estudiante reforzar los conocimientos y habilidades y destrezas adquiridas y desarrollar otras transversales como: búsqueda de información, capacidad de síntesis, de relación y comparación, etc.

EVALUACIÓN DEL APRENDIZAJE DE LOS ESTUDIANTES

Las tareas, cuestionarios y/o exámenes de cada bloque podrán repetirse al menos una vez en caso de no haberlas superado la primera vez que se realicen. Cuando alguna de ellas no haya sido realizada ni en primera ni en segunda instancia se considerará calificada con un cero.

El bloque se considera aprobado con una calificación igual o superior a 5. Las tareas, los cuestionarios y/o exámenes tendrán, respectivamente, una puntuación máxima de 5 puntos, haciendo una calificación máxima total para el bloque de 10 puntos.

El peso del bloque en la calificación final será de un 1/3. Cuando tres o más de las tareas, cuestionarios y exámenes del bloque no hayan sido superados ni en primera ni en segunda instancia se considerará suspenso ese bloque.

Se mantendrá la calificación de la(s) parte(s) aprobada(s) hasta iniciar el nuevo curso.
Los estudiantes que no realicen la evaluación continuada tendrán un examen final del bloque que constará de dos partes, una de teoría y otra de prácticas. Cada parte,  con el mismo valor, se calificará sobre 10 y se considerará superado el bloque cuando la calificación promedio sea igual o superior a 5. El peso del bloque en la calificación final será de un 1/3.

RECURSOS

BIBLIOGRAFÍA

• BLOSS, F. D. (1961). An introduction to the methods of Optical Crystallography. Holt, Rinehart and Winston, New York. Traducido al español por Omega, Barcelona, 1ª ed. 1970, 5ª edición en el año 1994.

• KLEIN, C & HULBURT, C.S. Jr. (1977-1985-1993). Manual of Mineralogy (after J.D. Dana). 19-20-21 edition. John Wiley & Sons, New York. La edición de 1977 fue traducida por editorial Reverté, Barcelona, que en 1984 publicó su tercera edición en español.

• NESSE, W.D. (2000) “Introduction to Mineralogy” Oxford University Press, New York.

• STOIBER, R.E. & MORSE, S.A (1994). Crystal Identification with the Polarizing Microscope. Chapman & Hall, New York.

Además, se aportan los contenidos de la asignatura en el Campus virtual de la Universidad. En ellos se relacionan otras direcciones web concernientes a contenidos específicos, bases de datos, aplicaciones, etc.

SOFTWARE

• Programas básicos de edición de textos, hoja de cálculo, etc. y específicos para tratamientos cristalográficos, así como aplicaciones informáticas específicas para realizar ejercicios cristalográficos.

INSTRUMENTOS O APARATOS DE LABORATORIO, ETC.

• Ordenadores.

• Microscopios (de polarización) de transmisión y reflexión.

• Preparaciones de materiales cristalinos (minerales) en láminas delgadas