17 minute read
Luz: Producción de luz; Reflexión; Re- fracción; Color
taza vacía y colocarla sobre una mesa. Retroceder hasta que el borde de la taza oculte la moneea. Permanecer en dicho lugar mientras otra persona vierte lenta- mente agua en la taza: ¿Qué se observa? ¿Cómo explicaría este fenómeno?
2.214 Pasaje de la luz a través del agua Deberá mostrarse a la clase un rayo lumi- noso pasando a través del agua contenida en un tanque. Poner una lente convergente 0 distancia conveniente delante de la fuen- te de luz, para producir un haz paralelo. Detrás de la lente se colocará una pantalla con un pequeño orificio circular de aproxi- madamente 1 o 2 mm de diámetro para limitar la anchura del haz reduciéndolo 0 un estrecho lápiz horizontal. Este lápiz de luz se proyectará a través de uno de los extremos del tanque, lleno de agua con fluorescefna o una pequeña cantidad de leche. La observación principal consistirá en ver el ingreso de dicho lápiz de luz en el tanque por su parte frontal. Si se dispersa un poco de humo o polvo de tiza, su trayectoria a través del aire será tam- bién visible, antes de entrar y después de emerger del tanque. Los alumnos podrán también observar desde el lado posterior del mismo, mirando Q lo largo del rayo para comprobar si es rectilíneo. de cartón o papel negro. Colocar el vaso a pleno sol sosteniendo el cartón delante del mismo de manera que pase un haz de luz a través del agujero. Colocar primero el cartón de modo que el orificio quede por debajo del nivel del líquido, obser- vando la trayectoria del haz a través del
Advertisement
agua (ver la figura) ; luego levantarlo has-
ta que el rayo incida’ sobre la superficie (ver la figura) y observar la dirección del haz de luz. Proseguir los experimentos para determinar en qué medida el ángulo de incidencia del rayo en la superficie del agua afecta su trayectoria en el interior de la misma.
2.216 ‘Derramando’ luz Hacer un agujero en el fondo de un reci- piente y ponerle un tapón. Llenar el reci- piente de agua hasta las tres cuartas par- tes de su volumen y suspender en su in-
2.215 Refracción de la luz al pasar del
aire al agua Verter algunas gotas de leche en el agua contenida en un vaso para enturbiarla. Perforar un orificio pequelio en un trozo
C
D D
2.215 Refraccion A cartdn B abertura situada por en- cima de la superficie del agua c abertura por debajo de la superficie D agua mezclada con leche tenor una linterna de manera que la luz se proyecte dentro del agua. En una ha- bitación previamente oscurecida, retirar el tap6n dejando que el agua se vierta en otro receptáculo. La luz parecerá derramarse con el agua. Lo que ocurre se debe a que los rayos luminosos se reflejan hacia todas direcciones dentro del chorro de agua en su trayectoria hacia el otro reci- piente. Otros rayos se reflejan hacia los ojos del observador.
2.217 Cómo se forma la imagen producida por una lente convexa Oscurecer todas las ventanas de la habi- tación excepto una. Colocar a un alumno cerca de esta ventana sosteniendo una lente dirigida hacia una escena cualquiera en el exterior. Aproximar lentamente una hoja de papel blanco a la otra cara de la
A lupa B cart6n blanco c ventana
lente hasta que se forme la imagen. ¿Qué se observa en relación con la posición de la imagen?
2.218 Determinación del aumento de una lente Enfocar una lupa sobre un papel rayado comparando el número de espacios visi- sostener los espejos y lentes y un sistema adecuado de medición de las distancias (observar la figura).
Una regla graduada de un metro de longitud constituye la base de este senci- llo aparato. A modo de soportes se adap- tarán unos tacos de madera con escota- duras que calcen exactamente sobre la escala. Una capa de corcho o de cartón blanco encolada a su cara superior per- mitirá clavar fácilmente alfileres en los tacos, los que harán las veces de objetos o de puntos de referencia. Unas lengüetas de hojalata atornilladas proporcionarán unos portalentes adecuados. Una ranura en la parte superior de los tacos ayudará a mantener a las lentes en posición y un tubo de goma forrando las lengüetas me- jorará el ajuste.
Las fuentes luminosas y pantallas pue- den improvisarse con cartón y foquitos de linterna fijados a los tacos. Conviene construir varios juegos completos de este aparato para que los alumnos puedan ex- perimentar individualmente con las lentes. La ranura puede hacerse fácilmente con un formón efectuando previamente dos cortes de sierra en la madera.
Este aparato puede emplearse para de- terminar la distancia foca1 de las lentes (distancia desde el foco hasta el punto
bles fuera de la lente con uno de los es- pacios que se observan a través de ella. La lente representada en la figura aumen- ta tres veces.
2.219 Sencillo aparato para el estudio de las lentes Todo lo que un banco óptico requiere es una superficie firme, un dispositivo para
en que se refractan los rayos luminosos paralelos al eje) y para realizar experi- mentos de interferencia y difracción.
Color
2.220 C6lor de la luz solar Oscurecer una habitación en la que pene- tre luz solar. Perforar un pequeño orificio en la cortina.de la ventana para que entre un haz de luz delgado. Interceptar con un prisma de vidrio dicho haz y observar la banda de colores denominada espectro, proyectada sobre la pared opuesta o el cielorrciso (observar la figura). Sostener mentos el secreto del éxito reside en el empleo de una fuente puntiforme de luz, que los alumnos observarán a través de las redes de difracción. Colocar sobre el escritorio una lámpara electrica especial, provista de un filamento que proporcione una línea luminosa vertical y neta. Al observar ésta a través de la red los alum- nos verán varios hermosos espectros con sus colores claramente identificables. Po- drán descubrir por sí mismos el orden de las bandas coloreadas del espectro -RAA- VAN- que representan al rojo, anaran- jado, amarillo, verde, azul, índigo y vio- leta. Las mismas redes de difracción pue- den usarse para observar las líneas bri- llantes en los espectros producidos por los tubos fluorescentes y de neón de los le- treros luminosos. Dichas líneas brillantes son características de los elementos quí- micos en estado gaseoso contenidos en el tubo y sirven para identificarlos. En este fenómeno se basa el principio del espec- trosc6pio, uno de los instrumentos cien- tíficos de mayor utilidad. (Ver el expe- rimento 4.101.)
una Iupa sobre dicha banda hacia el lado posterior del prisma: ¿Qué ocurre en la banda proyectada sobre la pared? (Ver también los experimentos 2.209 y 2.221.) 2.223 Experimentos empleando los rayos infrarrojos Las lámparas calonficas empleadas en el tratamiento de las afecciones musculares,
2.221 Formación de un espectro sin ayuda del prisma Colocar a pleno sol una cubeta con agua. Apoyar un espejo de bolsillo rectangular contra una de las paredes internas de la cubeta y regular su posición de modo que se proyecte sobre la pared la banda coloreada del espectro.
2.222 Experimentos cen el color emplean- do material con reticulado de di- fracción Una forma muy barata de este nqterial consiste en una lámina de plástico tranc- parente con millares de finas líneas gra- badas, que puede adquirirse en los comer- cios de material cientifico. Estas líneas descomponen la luz blanca formando es- pectros brillantes. En este tipo de experi- A lámpara calorlfica
u luz visible
c solución opaca de iodo en te-
tracloruro de carbono
D rayos infrarrojos, invisibles
emiten radiaciones infrarrojas cuya longi- tud de onda es más larga que la de la luz visible. La figura ilustra una forma efec- tiva de producir rayos infrarrojos y cómo éstos se pueden enfocar mediante los mis- mos procedimientos que la luz visible. La solución iodada absorbe la luz visible pero deja pasar las longitudes de onda más largas, del infrarrojo.
La propiedad que exteriorizan los rayos infrarrojos de atravesar esta solución pue- de relacionarse con su empleo en la ob- tención de fotografías aéreas a través de la niebla y la bruma.
2.224 Empleo de la luz ultravioleta Para ilustrar los fenómenos de fluores- cencia puede emplearse una fuente de luz ultravioleta que puede conseguirse en los comercios proveedores de instrumental científico pero, para efectuar demostracio- nes en el aula se puede construir fácii- mente un aparato sencillo. Fijar primero dos portalámparas a una base adecuada de material aislante y atornillar el con- junto en el fondo de una caja de cartón a la que previamente se le habrá retirado la tapa. Poner en los portalámparas dos a la radiación ultravioleta. Precaución: Los rayos directos pueden causar serio daño a los ojos. Para observar distintos objetos en luz negra colocar simplemente la caja sobre ellos y enchufar el toma- corriente.
Seleccionar objetos que brillen al ser expuestos a la luz ultravioleta. Algunas medias, corbatas y camisas usadas por los muchachos y niñas están teñidas con colorantes fluorescentes y también bri- llarán si se las expone a su acción dentro de la caja oscura, bajo las lámparas de argón. Muchos jabones en polvo contie- nen ahora sustancias 'abrillantadoras'. En
las ropas lav'adas con dichos productos
se observará fluorescencia si se las some- te a la radiación ultravioleta de una Iám- para de argón. También están comenzando a usarse pinturas y lacas fluorescentes y puede experimentarse con objetos pinta- dos con ellas y agregarlos a la colección. Igualmente puede obtenerse tiza fluores- cente y compararla con la tiza común. Ciertos minerales, como la willemita, al- gunas fluoritas, ópalos y esfaleritas pro- ducirán fluorescencia en la caja de luz ul- travioleta.
A lamparas de argón B mirilla
lámparas de argón, baratas (observar la figura). Conectar dichas lámparas en para- lelo procurando no dejar ningún cable sin aislar y practicar una muesca en uno de los lados de la caja para el paso del cor- dón. Luego, invertir la caja y practicar una mirilla para observar en lo que ahora es la parte superior de la misma. Lo que evitará la exposición directa de los ojos 2.225 Colores en una película de agua jabonosa Preparar una solución jabonoca concen- trada como para hacer pompas de jabón. Llenar con la misma un plato playa Su- mergir en la solución una huevera o una taza de té hasta que se forme en sus bor- des una película y colocarla bajo luz fuer- te de manera que ésta se refleje en la película. Observar los colores e, inclinan- do la taza para que la película quede en posición vertical comprobar los cambios de forma de los mismos a medida que la película se adelgaza en su parte superior. Los colores que se observan en las pelícu- las delgadsas provienen de la interferencia de las ondas luminosas al reflejarse en sus caras anterior y posterior.
2.226 Colores en una película de aceite Llenar con agua un plato poco profundo y colorearla con tiqta negra hasta que esté muy oscura. Colocar el plato sobre
Movimiento el antepecho de una ventana donde la luz proveniente del cielo sea muy inten- sa, no bajo la luz solar directa. Observar el agua de manera que la luz incidente se proyecte en los ojos y al mismo tiempo, poner una gota de aceite o gasolina en el borde del piano más próximo al obser- vador. Se verá un arco iris de colore brillantes que se aleja muy rápidamente en dirección al borde opuesto del plato. SopEando sobre la superficie se producirán variaciones en la coloración. 2.227 El color de los objetos transparentes Utilizar para este experimento la caja de humo construida para la experiencia 2.202, lores parecen negros excepto cuando se los expone a la luz de su propia coloración. En consecuencia, el color de los objetos opacos es producido por la luz que refle- jan. Absorben a los demás colores del es- pectro.
2.229 Mezclas de pigmentos coloreados Tomar una barrita de tiza azul y atra amarilla; pulverizarlas y mezclarlas. El color resultante será verde aunque no haya sido producido por pigmentos puros de un solo color. Observar que el verde, en el espedro, se encuentra entre el ama- rillo y el azul. El amarillo absorbe todos los colores excepto el amarillo y el verde,
proyectando en la misma un solo haz lu- minoso. Interceptarlo con un vidrio u hoja de celofán incoloro y comprobar que la luz proyectada sobre la pantalla blanca de la caja es blanca. Repetir la operación con un vidrio o celofán rojo y observar que la luz que incide sobre la pantalla blanca es roja (ver la figura). Los demás colores componentes de la luz blanca fue- ron absorbidos por el filtro rojo. Experi- mentar con láminas transparentes de di- versos colores. Se comprobará que su co- loración es producida por íos colores que transmiten y que las mismas absorben otros colores. y el azul absorbe a todos salvo el azul y el verde. Es por esta razón que el ama- rillo y el azul se absorben recíprocamente y que el color reflejado hacia el ojo es el verde. Repetir el mismo experimento mezclando las colores de una caja de pinturas.
2.230 Mezcla de luces de color La mezcla de luces coloreadas puede reali-
2.228 El color de los objetos opacos Proyectar un espectro luminoso, con buena definición, en la pared o sobre una hoja de papel blanco, en una habitación oscura. Cubrir con un trozo de tela roja la zona azul del espectro: ¿Cuál es ahora 5u color? Colocarlo sobre el verde y el amarillo. ¿Qué aspecto presenta? Colocarlo en el rojo: ¿Cómo se observa ahora? Repetir la expe- riencia empleando telas de color azul, ver- de y amarillo. Se comprobará que los co-
zarse empleando discos de cartón pinta- dos con acuarela. Una sugerencia consisti- ría en pintar cada una de las caras de un disco de 10 cm de diámetro: en una un círculo de color amarillo ‘yema de huevo’ y en la otra uno azul. Suspendiendo el disco entre dos trozos de cordel y haciendo girar éstos entre los dedos se obtendrá un color casi blanco si los co- lores se han elegido cuidadosamente. Me- diante un procedimiento similar al apli- cado en el juguete de los ‘trompos de colores’, se pueden estudiar otras combi- naciones. Se pintan sobre un disco sec- tores alternados, verdes y rojos. La com- binación de luces verde y roja resultante
hlecinica
B W a s
2.232 Equilibrio en un sube y baja Conseguir una tabla fuerte de alrededor de 3 m de largo y un caballete para ase- rrar o un cajón sobre el cual pueda po- nerse ésta en equilibrio para improvisar un balancín o sube y baja. Si es posible, instalarlo en el aula. Tal vez en el patio de la escuela haya un balancín para los niños. Elegir a dos alumnos del mismo peso y colocarlos uno en cada extremo del tablón de manera que se equilibren. Medir la distancia que separa a cada niño del punto de apoyo. Elegir después a dos alumnos de distintos pesos y observar los cambios de posición necesarios para restablecer el equilibrio. Luego, equilibrar colocando a un niño en un extremo y dos en el otro y observar los cambios de po- sición necesarios. Midiendo cada vez la distancia a que se encuentra cada niño del punto de apoyo y multiplicando ésta por el peso del niño se comprobará una interesante ley del equilibrio. Nota. Cuan- do dos alumnos se colocan del mismo lado hay que medir la distancia desde el punto de apoyo a cada niño; multiplicar ese nú- mero por el peso respectivo y sumar los productos. al hacer girar el disco sobre un cordel producirá en este caso el amarillo (ob- servar el dibujo).
2.231 Cómo cambian los colores Pegar sobre un cartón ilustraciones de CO- lor recortadas de alguna revista. Poner en un plato tres cucharadas soperas de sal y agregar varias cucharadas de alcohol, mezclar bien y encender. Se obtendrá una luz muy brillante cuyo único componente será el amarillo. Examinar bajo la misma las ilustraciones, en una habitación oscu- ra y comprobar cómo todos los colores han variado excepto el amarillo.
2.233 Equilibrio con un metro Conseguir un metro rígido, perfectamente lis0 y sostenerlo apoyado sobre los dos índices. Colocar ambos dedos cerca de los extremos del metro y acercarlos poco a poco hacia el centro; ¿en qué lugar del metro se juntan los dedos? Colocar el índice derecho cerca de uno de los extre- mos y el izquierdo en el punto medio de la distancia del centro al otro extremo. Repetir la oberación: ¿Dónde se juntan ahora los dedos? Repetir la operación en sentido inverso, es decir, colocando el ín- dice izquierdo en el extremo del metro y el derecho en la mitad de la distancia des- de el centro al otro extremo. ¿Dónde se juntan ahora las dedos?
Experimentos c6n la gravedad
2.234 Caída simultánea de bolillas Para este experimento se requieren dos broches para ropa, un par de bolillas igua- les de un cojinete a bolillas y una banda de goma ancha de alrededor de 8 cm de largo. Colocar la banda de manera que envuelva longitudinalmente R uno de los broches, luego abrir éste e introducir en su mandíbula una de las bolillas y parte
2.234 Las bolillas siguen diferentes trayectorias
de la banda de goma, de manera que la bolilla presione a la banda forzándola a entrar. Tomar después la otra bolilla e in- troducirla en el segundo broche (observar la ilustración). Sosteniendo ambos broches juntos, adosados lateralmente y en posi- ción horizontal con respecto al suelo y a cierta altura, apretar simultáneamente am- bos broches: Una de las bolillas caerá verticalmente y la otra será proyectada hacia adelante. Observar qué ocurre mi- rando y escuchando con mucha atención. El experimento deberá repetirse varias ve- ces, desde diferentes alturas y empleando bandas de goma más fuertes. 2.235 Medición de la aceleración de bolr- [las que ruedan por un plano in- clinado Inclinar una tabla de madera de 3 m de largo de manera que las bolillas puedan rodar por una canaleta longitudinal prac- ticada en la misma (ver la figura). Dis- poner pequeñas banderillas de hojalata colgándolas de ejes chicos, de alambre, de manera que las bolitas choquen con ellas produciendo un tintineo. Las bande- rillas también pueden sujetarse mediante pequeños arcos fijados a la tabla acana- lada; éstos pueden confeccionarse con tro- zos de alambre rígido fijados a ambos la- dos de la misma por medio de cera para modelar. Procurar colocar las banderillas a intervalos regulares de 25, 50, 75, 100 cm, etc., desde el extremo de la tabla, tratando de estimar el tiempo transcurrido entre los sonidos. Luego, tratar de distribuirlas de manera que los sonidos se produzcan a intervalos iguales de tiempo. 2.236 Un péndulo simple En el extremo de una cuerda de por lo menos 2 m de largo, atar un objeto pe- sado, tal como una piedra o una esferita de metal. Suspender el aparato del marco de una puerta o de un gancho asegurado en el techo e imprimirle un movimiento oscilatorio amplio. Contar el número de oscilaciones cumplidas en un minuto. Ha- cer luego que el péndulo oscile eri un arco de poca amplitud y determinar de la misma manera el número de oscilaciones por minuto. Repetir varias veces loc dos experimentos y establecer la oscilación promedio en cada aso. La amplitud del arco descripto por el péndulo, ¿influye so- bre su tiempo de oscilación? Sin modificar la longitud del péndulo cambiar el objeto que sirve de peso y repetir los experi- mentos indicados anteriormente. La natu- raleza del material que constituye ei peso &influye sobre el ritmo de sus oscilaciones? Repetir cada uno de los experimentos an- teriormente descriptos reduciendo a la mi- tad la longitud del péndulo, &influye ésta en su tiempo de oscilación? &De qué ma- nera?
