Descripción general del proyecto y las actividades

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1 Descripción general del proyecto y las actividades Nº Proyecto. 51 Título del Proyecto. A LA LUZ DE LA CIENCIA Centro educativo solicitante. COLEGIO BUEN PASTOR 1 Coordinador/a. FRNACISCO MIGUEL GALÁN BUSTILLOS Temática a la que se acoge. Luz Objetivos y justificación: Vivimos en una sociedad de la imagen, todo lo audiovisual cobra especial relevancia en todo los que nos rodea. El impacto de una imagen puede causar la caída de un gobierno de cualquier nación. Y evidentemente, hablar de imagen es hablar de luz. En la actualidad todos tenemos a nuestro alcance la posibilidad de hacer una foto o un vídeo que inmortalice un momento. Esto se ha hecho tan cotidiano que nunca nos preguntamos cómo se ha podido llegar hasta ello. Esto se ha conseguido, evidentemente gracias a grandes avances tecnológicos de los últimos dos siglos. Pero, no podemos negar que estos avances tecnológicos no hubieran sido posibles sin un conocimiento científico de las leyes que rigen los fenómenos que tienen que ver con la luz. Por poner un ejemplo, a todo el mundo le suena la fibra óptica y la revolución que está representando en el campo de las telecomunicaciones, pero para el uso de la fibra óptica se ha necesitado describir y encontrar las leyes de la difracción de la luz. Queremos con nuestro stand mostrar de manera práctica y amena cuáles son esas leyes científicas que rigen los fenómenos luminosos, queremos en definitiva mostrarlos a la luz de la ciencia.

2 Relación de actividades - ACTIVIDAD: Construcción de una lente de aumento -INTERROGANTE QUE PLANTEA: Se trata de mostrar cómo se consigue aumentar el tamaño de la imagen con una lente de aumento casera. Montaje: 2 Llene el frasco completamente con agua y tápelo bien. Colóquelo en posición horizontal. Observe objetos a su alrededor a través del frasco transparente. Una vez que se observan los objetos se pregunta al visitante qué ocurre y que de una explicación de hecho. Una vez hecho esto se plantea lo que realmente está pasando. Al pasar la luz por el frasco con agua se refracta. Los rayos se desvían igual que una lente de aumento. Esta lente tiene una distancia focal muy pequeña, por lo que presenta las imágenes invertidas de los objetos que se encuentran un poco alejados del frasco. Un frasco transparente con tapa. Agua Objetos para observar. :. : Unos minutos.

3 - ACTIVIDAD: Prisma de agua -INTERROGANTE QUE PLANTEA: Se trata de explicar el fenómeno del arcoíris. Pon una cubeta con agua e ilumínalo con una linterna potente para que entre un rayo de luz dentro de ella. Coloca un espejo inclinado en la cubeta, formando una cuña (prisma) de agua. Busca la proyección del rayo de luz, sobre la pared. : 3 Se trata de que el visitante explique lo que ve y por añadidura el fenómeno del arcoíris. El rayo de luz incidente se rompe en los colores componentes de la luz blanca al atravesar el prisma de agua encima del espejo. Se refleja en éste atraviesa de nuevo el prisma y sufre una segunda descomposición. El prisma de agua desvía cada longitud de onda en un ángulo diferente. El rojo posee la longitud de onda más larga y es el que menos se desvía, mientras que el voltea sufre la máxima desviación. Los colores siempre aparecen en el mismo orden que en un arco iris. Un espejo Una cubeta llena de agua Una linterna potente Una pared blanca o una hoja de papel Algún objeto para sostener el espejo inclinado Unos minutos.

4 - ACTIVIDAD: Una moneda que desaparece -INTERROGANTE QUE PLANTEA: Se trata de plantear el fenómeno de la refracción de la luz como un juego de magia en la que una moneda llega a desaparecer. Se coloca la moneda en el fondo del vaso vací. La luz que sale de la moneda se transmite en línea recta e incide en el ojo. Al bajar un poco la posición del ojo, la moneda desaparece. Al llenar el vaso con agua, la moneda aparece de nuevo. : 4 Se pregunta al visitante que de una explicación del fenómeno y seguidamente dar la siguiente explicación. Cuando el rayo de luz que proviene de la moneda llega a la superficie que separa el agua del aire, se produce un cambio en la dirección en que se propaga. Como consecuencia de este cambio de dirección, se vuelve a ver la moneda. Este fenómeno se llama refracción de la luz. Una moneda. Un vaso. Agua. Unos minutos

5 - ACTIVIDAD: Luz se propaga en línea recta -INTERROGANTE QUE PLANTEA: Se trata de comprobar cómo los rayos de luz siguen individualmente una línea recta. Se trata de fabricar una cámara oscura. Con el clavo y el martillo abra un pequeño agujero en el centro de la tapa que quedó en la lata. Cubra el lado abierto con el papel seda y asegúrelo con la liga. Observe la imagen de la llama a través del papel seda, orientando el agujerito de la tapa hacia la vela. (Lo verá mejor en un cuarto obscuro). 5 Se trata de que expliquen el fenómeno observado. La imagen de la vela que se forma en papel seda aparece invertida demostrando que la luz viaja en línea recta. Además, podremos ver la imagen de la vela más pequeña o más grande según separemos o aproximemos el agujero a la vela, demostrando que este actúa como una lupa. 1 lata con una de sus tapas completamente abierta. 1 clavo fino y 1 martillo. 1 pedazo de papel seda blanco. 1 liga de hule pequeña. 1 vela encendida Unos minutos..

6 - ACTIVIDAD: Cascada de luz -INTERROGANTE QUE PLANTEA: Con este sencillo experimento se trata de mostrar el fundamento científico de la fibra óptica. Hágale el hueco lateral a la botella vacía. Llénela de agua y póngale la tapa. Busque un lugar oscuro. Ilumine la botella con una linternadesde la posición opuesta al hueco, quítele la tapa, ponga su mano debajo del chorro saliente y disfrute de la "cascada de luz". Podrás ver la luz en su palma. También se podría utilizar una luz de láser en vez de una linterna. 6 Se le indica que es la manera de funcionar la fibra óptica y posteriormente se le pide que explique el funcionamiento de la misma. Una parte de la luz emitida es atrapada por el flujo de agua saliente y sigue las curvas de caída. Se ha creado un canal para transmitir luz, porque se va reflejando la luz en las paredes del chorro y no llega a salir del mismo. La fibra óptica es otro canal, muy eficiente, de transmisión de luz y datos, por eso en los sistemas modernos de internet se le utiliza en vez del cobre. Una botella plástica vacía y limpia Clavo y martillo para hacer hueco lateral Una linterna o una luz de láser. Agua y un recipiente para recogerla Unos minutos

7 - ACTIVIDAD: Construcción de un espectroscopio -INTERROGANTE QUE PLANTEA: El aparato que vamos a construir es la base de los espectroscopios que analizan los espectros de luz de las estrellas y esto nos ayuda a calcular la composición química de las mismas. Toma una caja, como de cereal. Para construir el espectroscopio debes insertar un CD de un lado de esta caja y hacer una ranura para que entre la luz por el otro extremo. 7 Cierra las tapas superiores rectangulares y la tapa cuadrada encima del lateral opuesto al CD. Sujétalas con cinta adhesiva. Recorta la tapa encima del lateral que tendrá el CD. Corta las ranuras inclinadas, a unos 60, en ambas caras laterales. Toma el CD e introdúcelo en la ranura, con el lado más brillante hacia arriba. Sella la parte superior para que no entre luz por los bordes. Sella la unión entre el CD y la caja, para que no entre luz por estas ranuras y el CD quede bien sujeto. Recorta una ventana de observación grande, sobre las tapas superiores y abre la ranura de entrada de luz en el extremo opuesto. Observar a través del Espectroscopio. Colocar lu cara de manera que su ojo vea el CD y tape la ventana completamente. Así no entrará la luz por este lado. Un espectroscopio permite averiguar cuáles son los elementos emisores de luz, al separarla en sus colores componentes y presentar un espectro (como una arco iris). Cada elemento produce colores diferentes. En el espectroscopio estas líneas de colores delatan los elementos en la fuente. Un Disco Compacto (CD) desechado, en buen estado. Una caja de cereal. Un cutter o tijeras. Una regla. Un transportador. Cinta adhesiva plateada para sellar cajas.

8 Unos minutos ACTIVIDAD: Atardeceres caseros -INTERROGANTE QUE PLANTEA: Se trata de ver cómo afecta un filtro de luz 8 Llene 3/4 partes del vaso con agua y colóquelo frente a una pared blanca. Tome la linterna y dirija el foco de luz a través del vaso. Ve de qué color se ve la luz que llega a la pared. Ahora agréguele la leche al agua. Mezcle bien y vuelva a dirigir el foco de luz a través de este líquido. Ver de qué color observa en la pared ahora. Se trata de explicar cómo se consigue esta luz de atardecer. La leche sirve de filtro y no permite que todos los colores presentes en la luz blanca pasen, sólo los anaranjados y rojos llegan a la pared. De manera semejante, la atmósfera de la tierra, con sus humos y partículas de polvo filtra la luz del sol, cuando esta entra de manera inclinada, al atardecer. Esto permite que se vean los celajes. Un vaso de vidrio grande Agua Una pared blanca Una linterna 1 cucharadita de leche Unos minutos.

9 - ACTIVIDAD: REFLEXIÓN INTERNA DE LA LUZ -INTERROGANTE QUE PLANTEA: Se trata de ver cómo la luz se refleja según el ángulo de incidencia. En un vaso vierte agua y unas gotas de leche. Dirige la luz de un puntero láser desde una de las paredes del vaso, por debajo del nivel del agua, hacia arriba. Las gotas de leche en el vaso permiten observar el camino del haz a través del líquido. Con esta geometría se observa el fenómeno de reflexión total interna de un haz de luz. Este fenómeno se produce cuando el ángulo incidente del haz de luz que alcanza una superficie de separación de dos medios de diferentes índice de refracción supera un determinado valor, llamado ángulo crítico, y tiene sólo lugar al pasar el haz de un medio de mayor índice de refracción (como el agua) a un medio de menor índice de refracción (como el aire). En nuestro experimento se observa cómo el haz se refleja en la superficie del líquido y vuelve a introducirse dentro del mismo. 9 Se trata de hacer el experimento jugando con la orientación del haz, se observa que el ángulo que forma el haz incidente con la superficie del líquido es igual al que forma con esta superficie el haz reflejado. Este experimento se observa mejor en una habitación con poca o ninguna luz 1 puntero láser 1 vaso Leche (unas gotas) Agua Unos minutos

10 - ACTIVIDAD: DIFRACCIÓN -INTERROGANTE QUE PLANTEA: Comprobar cómo se produce el fenómeno de la difracción de la luz y las consecuencias que tiene. Se debe eliminar la capa metálica del CD ó DVD Eliminación de la capa metálica de un CD-R: con un cuchillo muy afilado, escalpelo o cuchilla de afeitar, haz un corte en la cara del CD-R que tiene la etiqueta, a 1 milímetro de la periferia, hasta formar un círculo cerrado de diámetro 1 milímetro inferior al del CD-R. El corte tiene que ser superficial, no es necesario que atraviese el CD. Enseguida verás que una fina capa de color metálico se desprende en las cercanías de la región en la que has hecho el corte. Haz lo mismo alrededor del agujero central del CD. Introduce la cuchilla lentamente por debajo de la capa metálica que comienza a levantarse en las proximidades del corte exterior. Observarás que la capa metálica se va despegando de la capa de policarbonato, con bastante facilidad Eliminación de la capa metálica de un DVD+R (4.7 GB, una cara, capa simple): estos discos están formados por dos capas de policarbonato, siendo la que no lleva la etiqueta la que contiene la espiral de datos. Trata de introducir con cuidado una cuchilla de afeitar o escalpelo entre estas dos capas. Haciendo palanca con la cuchilla, lograrás que las dos capas se separen fácilmente. En una de ellas se quedará pegada la capa metálica. Procura que sea en la que contiene la etiqueta, para que así la capa de la espiral quede completamente transparente. Sitúate a unos 50 cm de una pared. Haz pasar la luz de un puntero láser a través de un plástico transparente y proyecta el haz transmitido en una pared. Observarás únicamente un punto correspondiente al haz de luz del puntero que atraviesa el plástico. A continuación repite la experiencia con un CD-R sin capa metálica y observarás un patrón de difracción. Como la distancia entre las líneas del CD es menor que la distancia entre las rendijas del experimento de la doble rendija que hemos hecho anteriormente, los puntos de difracción se encuentran más separados. Por eso, para ver mejor esos puntos, hemos tenido que colocarnos más cerca de la pared (a 2 metros, como en el experimento de la doble rendija, los puntos de difracción salen demasiado separados). Si se utiliza un DVD en lugar de un CD, será necesario acercar el DVD aún más a la pared (5 centímetros) para poder observar los puntos de difracción, ya que la separación entre las líneas del DVD es aún menor que en un CD Se trata de explicarle el procedimiento y que den una explicación 1 puntero láser 1 plástico protector con forma de CD 1 CD-R virgen al que se le ha quitado la capa metálica 1 DVD+R virgen al que se le ha quitado la capa metálica