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Se presenta el diseño y construcción de un láser de Titanio-Zafiro de pulsos ultracortos, sus sistemas de monitoreo y se explican los efectos principales que contribuyen a su funcionamiento pulsado. El láser construido emite pulsos de 50 a 100 fs de duración a una frecuencia de repetición de 90 MHz, con un ancho espectral de entre 20 y 50 nm centrado alrededor de los 800 nm y con una potencia media de 400 mW aproximadamente. Se describe una cavidad láser del Ti:Za modificada que emite pulsos cinco veces más energéticos que la cavidad convencional y a una frecuencia de repetición cinco veces más baja. También se presenta un diseño de un amplificador multipasaje tipo corbata de moño girada para la amplificación de los pulsos de láser de Ti:Za, y se analiza su desempeño a partir de un modelo teórico simple. Se expone el montaje experimental del mismo y se presentan las pruebas realizadas. Asimismo, se detalla la construcción y características de un láser construido para bombear la etapa amplificadora. El mismo consiste en un Nd:YAG, pulsado por la técnica de modulación de perdidas, doblado intracavidad que emite pulsos de 25 ns de duración a 4 kHz y con una potencia media de 160mW a 532 nm. Se explica un método para introducir variaciones rápidas de camino óptico y un sistema óptico para monitorearlo. Como resultado de la implementación experimental, se muestra la generación de retardos del orden de los 100 ps a una frecuencia de 10 Hz. Finalmente se presenta una nueva técnica para la caracterización de pulsos ultracortos en fase y amplitud. La técnica, denominada DGDOM, mide en forma directa el retardo de grupo de las componentes de frecuencia de un pulso ultracorto. DGDOM es demostrado a partir de un desarrollo teórico, es probado a partir de simulaciones numéricas y validado en forma experimental.

En esta tesis se estudian algunos aspectos de la codificación de información en sistemas excitables en entornos ruidosos. Es interesante entender la interacción entre la estructura determinista y la acción del ruido. En particular, se estudia un sistema excitable que bajo la acción del ruido tiene dos tiempos característicos. Se analiza la acción cooperativa entre estas escalas de tiempo inducidas por ruido y la escala de tiempo introducido exteriormente a través de un forzado periódico de una de sus variables. Esto lleva a una generalización del concepto habitual de resonancia estocástica. Además, se estudia la existencia de excitabilidad en dos sistemas láser, focalizando especialmente en el láser de semiconductores realimentado ópticamente. Este sistema presenta caídas en la intensidad que son identificadas como los eventos del sistema excitable (pulsos). Al medir un observable típico de los sistemas excitables, el histograma de tiempos entre eventos, se identificó que el mismo era bimodal. Estos dos tiempos característicos de respuesta pueden ser comprendidos en términos de un modelo dinámico en el entorno de una bifurcación de codimensión dos y puede ser utilizado como sistema experimental para el análisis de las interacciones entre las escalas de tiempo intrínsecas inducidas por ruido y las introducidas externamente.

La presente Tesis tiene como objetivo primario presentar los resultados de un largo proceso de aprendizaje e investigación, iniciado con el fin de alcanzar el grado de Doctor, a otorgar por la Facultad de Humanidades y Ciencias de la Educación de la Universidad Nacional de La Plata. Por ser el título específico citado el de Doctor en Ciencias de la Educación y por ser el tema de investigación elegido (“Génesis y evolución del concepto de gravedad. Construcción de una visión de Universo”) propio de una concepción activa de la educación en las áreas de Astronomía y Física, la misma debía reunir distintas condiciones en cuanto a su marco teórico. Por esta razón, la PRIMERA PARTE: DE LOS FUNDAMENTOS de esta Tesis, contiene los Capítulos que dan una base de fundamentación rigurosa y actualizada para esta investigación: CAPÍTULO 1: “Estado del Arte” de la Investigación en Educación en Ciencias Naturales, donde se realizó un extenso análisis de la bibliografía específica sobre el concepto de gravedad en el período 1976-2005, enmarcando el tema de investigación elegido en ese contexto mundial. CAPÍTULO 2: Paradigmas, visiones de mundo y representaciones sociales, donde se analizan los elementos teóricos que permitirán comprender más adelante de qué manera “ve el mundo” una persona según sea su concepción de la gravedad. CAPÍTULO 3: El concepto de “concepto”, donde se desarrollan los elementos relacionados con la Psicología del Aprendizaje, específicamente sobre la formación y evolución de conceptos tal como lo presentan las teorías de Piaget, Ausubel y Vygotsky. CAPÍTULO 4: El concepto de “gravedad”, tanto en su evolución histórica como en las dos teorías físicas que específicamente trataron sobre la gravedad: la teoría de la Gravitación Universal de Newton y la Teoría de la Relatividad de Einstein. En la SEGUNDA PARTE: DE LA INVESTIGACIÓN, se presenta el cuerpo principal del trabajo de investigación realizado, organizado en dos Capítulos: El CAPÍTULO 5: Diseño de la Investigación, reúne los elementos que fundamentan las decisiones tomadas para esta investigación de tipo cualitativa: metodología, hipótesis, objetivos, diseño del Protocolo de entrevistas y descripción de la muestra, discutiéndose luego cuáles son los aportes que esta investigación brindará a la comunidad científica. En el CAPÍTULO 6: Análisis y discusión de los resultados de la Investigación, se desarrolla la discusión en profundidad sobre los datos obtenidos y se realiza el análisis final, dándose las conclusiones específicas al trabajo de investigación realizado. En la TERCERA PARTE: DE LAS PROYECCIONES Y CONCLUSIONES, se dan las proyecciones didácticas y las conclusiones generales, también en dos Capítulos: En el CAPÍTULO 7: Reflexiones y Proyección didáctica, se da una herramienta para comprender algunos de los resultados obtenidos (la Frontera de Construcción Conceptual) y se analizan algunas ideas de propuestas didácticas específicas para un tratamiento innovador del concepto de gravedad. El CAPÍTULO 8: Conclusiones generales y Comentario final, comprende las conclusiones y un breve comentario final, que permiten dar un cierre al trabajo específico de la Tesis y concluir con el proceso que el autor comenzó hace varios años. La CUARTA PARTE: BIBLIOGRAFÍA Y ANEXO, incluye lo siguiente: En la BIBLIOGRAFÍA podrán consultarse las fuentes utilizadas para la realización de esta Tesis en su totalidad, y en particular en lo que respecta a las investigaciones específicamente relacionadas al aprendizaje/enseñanza del concepto de gravedad. En el ANEXO pueden consultarse cuatro transcripciones de entrevistas, una por cada grupo (EGB, Polimodal, Docentes, No especialistas).