PROFUNDIZA 2014

LAS PROPIEDADES DE LA LUZ Y SUS APLICACIONES PRÁCTICAS

En el porche del IES Flavio

Continuamos un año más participando en el programa “Profundiza” con una temática similar a la del curso anterior, relacionada con la luz y sus propiedades, dirigido a un grupo de alumnos más mayores, de 3º de ESO y con un marcado carácter práctico. Su propio nombre lo indica “Las propiedades de la luz y sus aplicaciones prácticas”. Se realizarán algunas actividades similares a la del curso anterior pero centraremos nuestro interés más en la construcción en sí de objetos e instrumentos ópticos que en las leyes que rigen estos fenómenos. Quizás el año pasado pecamos de dar al programa un enfoque marcadamente teórico que hemos tratado de evitar este año.

Coordinador: 
D. Antonio García Pérez.  Profesor de Física y Química del IES Flavio Irnitano.

Alumnos participantes:
1.- Barroso Carrasco, Marta
2.- Cárdenas Aguilar, Isabel
3.- Solís Narváez, Celia
4.- Rodríguez García, Eva
5.- Onieva Cabeza, Noelia
6.- Vega Onieva, Noemí
7.- Ramírez Linero, Irene
8.- Ramírez Linero, Lucía
9.- Castaño Pérez, Luz María
10.- Cárdenas Garrido, Elena
11.- Rodríguez Martos, Claudia
12.- Recio Sancho, Andrea
13.- Romero Holgado, Isabel
14.- Soria Pineda, Cintia
15.- Ballesta Molina, Rocio

Comenzamos....

La primera sesión se llevó a cabo el 10 de febrero. Su finalidad era la presentación del proyecto. Hacía un poco de frío y dedicamos la tarde a conocernos un poco mejor y también a conocer lo que pretendíamos abordar en los meses siguientes. La mayoría de los alumnos no tenían una idea muy clara de lo que íbamos a hacer. Con la ayuda de la pizarra digital y toda la información recopilada de internet les expliqué con imágenes y videos que es lo que pretendíamos hacer.

En resumen, íbamos a estudiar las propiedades de la luz a través de la construcción de:

• Caleidoscopios.
• Cámaras oscuras.
• Catalejos y telescopios.

Organizamos los diferentes grupos de trabajo y repartimos las autorizaciones a sus tutores que me permitían filmar y fotografiar el trabajo que se realizase.

 

 

El caleidoscopio

Caleidoscopios caseros

Las tres sesiones siguientes se llevaron a cabo los días 17 de febrero y 3 y 17 de Marzo. En ellas estudiamos la reflexión de la luz.

Para la construcción del caleidoscopio necesitamos:

• Espejos rectangulares de 20 x 4 ó 15 x 3 cm.
• Tubos de cartón de 4 y 5 cm de diámetro.
• Compás.
• Regla.
• Tijeras.
• Cuentas de colores.
• Pinceles y pintura acrílica.
• Pegamento o silicona.
• Papel de regalo o goma-eva para decorar.
• Plástico transparente rígido.
• Sierra.

En internet hay muchos tutoriales sobre como construir caleidoscopios caseros y ya habíamos visto alguno el día de la presentación. Así que tomando como base estos, nos pusimos manos a la obra.

Utilizamos tubos de cartón de distintos diámetro que pedimos en las mercerías del pueblo. Conseguimos de dos tipos por lo que los alumnos elegían el diámetro de su caleidoscopio. En función de su diámetro era necesario calcular el ancho de los espejos para que formasen un triángulo equilátero, por lo que hubo que hacer algunos cálculos matemáticos. Un carpintero del pueblo nos cortó con las medidas calculadas las tiras de espejos que necesitábamos.

Las cuencas no las compramos sino que las hicimos nosotros. Buscamos botellas de vidrio de diferentes colores que después trituramos con mucho cuidado en trozos muy pequeños. El vidrio deja pasar la luz de forma más nítida que las cuencas compradas en la tienda y nuestro caleidoscopio sería más vistoso.

Posteriormente formamos un prisma de base triangular con los espejos que metimos en el tubo, cerramos ambos extremos; uno con un visor hecho de cartón con un orificio en su centro y el otro con un doble círculo de plástico transparente dejando en su espacio interior las cuentas. Finalmente procedimos a su decoración exterior. Cada alumno como estimó oportuno.

Los trabajos han sido individuales y cada alumno se ha construido su propio caleidoscopio. 

 

La cámara oscura

La cámara oscura consiste en una caja cerrada, totalmente oscura. Pero en uno de sus lados tiene un pequeño agujero, el cual hace pasar la luz. Este haz de luz entra a la caja volteando la imagen proyectándola dentro de la caja oscura. Tiene su fundamento en la propagación rectilínea de la luz.

La cámara oscura consiste en una caja cerrada, totalmente oscura. Pero en uno de sus l 
El orificio por el que entra la luz se llama “estenopo” y el plano sobre el que se proyecta la imagen “plano focal”

El término cámara deriva de camera, que en latín significa ‘habitación’ o ‘cámara’. La cámara oscura original era una habitación cuya única fuente de luz era un minúsculo orificio en una de las paredes. La luz que penetraba en ella por aquel orifício proyectaba una imagen del exterior en la pared opuesta. Aunque la imagen así formada resultaba invertida y borrosa, los artistas utilizaron esta técnica, mucho antes de que se inventase la película, para esbozar escenas proyectadas por la cámara. Con el transcurso de los siglos la cámara oscura evolucionó y se convirtió en una pequeña caja manejable y al orificio se le instaló una lente óptica para conseguir una imagen más clara y definida. El fundamento de las cámaras de fotos actuales.

Aristóteles en el siglo III a. C. ya la utilizaba para ver eclipses de Sol y Leonardo Da Vinci la describe e ilustra hacia el año 1500.

Nuestros alumnos han llevado a cabo dos tipos de cámaras oscuras, una con cajas pequeñas (como las de zapatos) donde la proyección de la imagen se hace sobre un plano de papel translúcido (no sobre papel fotográfico) y que podemos ver desde el exterior. Prácticamente igual que el modelo de la imagen.

Y otro con cajas de gran tamaño (como las de un televisor o electrodoméstico) donde para ver la imagen es necesario introducir la cabeza en el interior de la misma. En ambos casos el plano focal es un lateral de las cajas.

 
El material es sencillo de conseguir:

• Cajas de cartón de diferente tamaño.
• Tijeras.
• Papel o goma-eva para decorar.
• Bolsas de basura negras o tela negra.
• Papel translúcido.
• Papel aluminio.
• Un alfiler.
• Pegamento.
• Pintura acrílica negra.

Han trabajado por grupos y han elegido el modelo que más les ha gustado. Se dedicaron 2 sesiones a este trabajo los días 8 de Abril y 29 de Marzo.

Telescopios y catalejos.

Las sesiones que se llevaron a cabo los días 14 y 21 de Mayo y 5 de Junio las dedicamos al estudio de la refracción de la luz y a la construcción de los catalejos y telescopios. Para comprender bien su fundamento estudiamos los diferentes tipos de lentes convergentes y divergentes y vimos con la ayuda del banco óptico como y donde se localizaban sus focos, que son las referencias principales a tener en cuenta para la longitud de los mismos.

Al igual que hicimos el curso anterior hemos montado telescopios de Kepler y de Galileo en función de utilizar oculares convergentes o divergentes. Hemos utilizado parte del material del año anterior y además hemos comprado más lentes de menor distancia focal, por lo que el aumento es menor así como su longitud.

El material ha sido:

• Dos lentes convergentes de +1 dioptrías, que será el objetivo, de un diámetro entre 5 y 8 cm.
• Dos lentes divergentes de – 10 dioptrías (ocular), de un diámetro inferior a 5 cm.
• Cuatro lentes f = +300 mm. de 4 cm de diámetro.
• Dos lentes f = +50 mm. de 4 cm de diámetro.
• Dos lentes f = - 100 mm. de 4 cm de diámetro.
• Dos lentes f = +100 mm. de 4 cm de diámetro.
• Tubos de PVC de diferente diámetro.
• Bayetas spontex para encajar un tubo en otro.
• Rollos de cinta adhesiva para fijar la esponja al tubo.
• Pintura spray de color negro mate.
• Cartón de cajas de embalaje.
• Regla milimetrada.
• Compás y tijeras.

Básicamente cortamos los tubos con sus longitudes adecuadas de forma que uno entre dentro del otro y a su vez se pueda deslizar por el. (Con la bayeta spontex y la cinta aislante se ajustan adecuadamente). Se pintan los interiores de los tubos y se le colocan las lentes en los extremos fijas a una doble corona de cartón del diámetro de los tubos. Finalmente los decoramos.

 

Evaluamos el proyecto.

Pensamos que la experiencia ha sido muy positiva. Los alumnos han disfrutado mucho elaborando los diferentes artilugios y han aprendido a trabajar juntos colaborando unos con otros en la construcción de los mismos. Han trabajado de forma distendida, divirtiéndose mientras lo hacían y asombrándose de los resultados obtenidos en algunos casos. El no llevar a cabo semanalmente las sesiones ha frenado un poco el proyecto en algunos momentos pero después lo hemos sabido retomar. No cabe duda de que cuando nuestro alumnos son los propios artífices de su aprendizaje potencian todas sus cualidades disfrutan haciéndolo. Esperamos repetir la experiencia el año que viene.