Taller(es) de óptica para primaria

Proyecto realizado con motivo de la declaración por la Asamblea de Naciones Unidas de 2015 como Año Internacional de la Luz y las Tecnologías Basadas en la Luz.

Última revisión 01/12/14

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Óptica y Fotónica Con la excusa de la declaración por la Asamblea General de la ONU del año 2015 como año internacional de la fotónica, hemos desarrollado este maletín con propuestas de actividades prácticas para el aula.

Los desarrollos de la ciencia han modificado nuestra vida de manera irremediable. Piensa en toda la ciencia que hay detrás de esta hoja generada por una impresora que está gobernada por un ordenador. La luz, que sirvió a nuestros antepasados para conjurar el miedo a la oscuridad, tiene hoy innumerables aplicaciones, desde el ratón de tu ordenador o el bisturí del oftalmólogo que corrige la miopía hasta las impresoras láser, la fibra óptica, la depilación, la lectura de los CD’s o los sensores que impiden que la puerta de tu garaje se cierre cuando estás saliendo.

Y como la ciencia tiene una base experimental, queremos ofrecer un conjunto de actividades para hacer en el aula, en la de todos los días. Unas con materiales que encontrarás en el maletín y otras con objetos de tu casa. NO pretendemos que hagas todas las actividades sino que elijas la que más te interesen para tu clase. El contenido está distribuido en los siguientes apartados:

1. Cómo viaja la luz 2. La luz atraviesa los objetos 3. La otra cara de la luz: las sombras. 4. La luz se desvía; vemos más y mejor con gafas y lupas. 5. La luz se refleja. 6. La luz (blanca) tiene colores 7. El color de las cosas de colores 8. Luces y sombras de colores 9. Mundos invisibles… a los humanos 10. No somos máquinas

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¿Qué te pedimos a cambio? Esperamos que al utilizar y realizar estas actividades los alumnos se hagan preguntas. ¿Cómo avanza la ciencia si no es a base de preguntas? Confiamos que algunas de las preguntas sean incómodas y no sepamos resolverlas… ¡Esas son las mejores! Nos ponen en una situación incómoda, que es la mejor manera de seguir con nuestro aprendizaje. Y nos interesan mucho. Queremos saber qué les interesa a los chicos, qué les preocupa. Nos gustaría trasladar esas preguntas a los investigadores e intentar que se las contesten a ellos. Envíanoslas a [email protected]

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1.- ¿Cómo viaja la luz? NECESITAS • • • • • •

Linterna Láser

Pulverizador con agua Recipiente transparente: botella, frasco de conservas, vaso… con las paredes lisas (puede ser de plástico o de vidrio, da igual). Agua Leche

MANOS A LA OBRA

1. POR EL AIRE a. Oscurecer el aula y observar cómo viaja la luz de la linterna y del láser en el aire. No podemos ver el trayecto porque no choca contra nada... salvo que haya polvo en el aula. b. Rociar con agua del pulverizador. Ahora podemos ver la luz del láser y la de la linterna.

En los días de niebla se ve mucho mejor el trayecto de la luz de farolas y semáforo porque hay muchas más gotitas de agua en el aire.

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2. POR EL AGUA a. En un ambiente oscuro llena un recipiente con agua e ilumínalo con el láser. No podemos ver el trayecto porque el agua es transparente y no refleja la luz. ¡AVISO! Si usas un láser muy potente puede que las burbujas de aire disueltas en el agua o las propias impurezas hagan que se vea la luz. b. Ahora añadimos una gota de leche y agitamos y volvemos a iluminar con el láser –o con la linterna. Vemos ahora el rayo porque tenemos agua turbia, producida por la grasa de la leche que no se disuelve en el agua y se queda en suspensión. La luz choca contra esas gotitas y permiten ver el rayo.

Si vemos el cielo es porque la luz choca contra el aire y se dispersa la luz; la luz que más se dispersa es la azul, por eso las grandes masas transparentes como el mar o el cielo son transparentes.

La Luna no tiene atmósfera por eso la luz, cuando la atraviesa no la vemos, y se ve el cielo negro. Todas las imágenes del espacio, aunque estén cerca del Sol se ven negras porque no hay atmósfera; la luz pasa de un lado a otro y no encuentra nada donde rebotar para que llegue a nuestros ojos.

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2. La luz atraviesa los objetos NECESITAS • • •

Linterna Láser

Lámina transparente y traslúcida

MANOS A LA OBRA 1. Láser o linterna

a) Proyecta sobre la pared la luz de la linterna y observa la luz que forma un círculo. Proyecta el laser sobre la pared y verás un punto. b) Ahora intercala una lámina transparente y verás que sucede lo mismo. Los rayos no se desvía: van directos del láser o la linterna a la pared en línea recta. En realidad una pequeña parte de la luz es absorbida por la lámina transparente pero apenas se notará. c) Ahora intercala la lámina traslúcida. Desaparecen las formas. También puedes probar colocándola delante de la cara de un niño o de un dibujo SIN QUE ESTÉN EN CONTACTO. Los rayos entran en la lámina ‘ordenados’ y salen algo ‘desordenados’. Y ya no se ven las formas. La luz consigue pasar; la explicación es que las superficies no son lisas y la luz ya no sigue la línea recta. Observa la imagen de un láser y una linterna al atravesar la tapa de un cuaderno. Desaparecen los perfiles. (imagen propia)

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3. La otra cara de la luz: las sombras NECESITAS • • •

Linterna Otras luces de la clase: fluorescentes… Objetos de contornos definidos: sirve las manos o el propio cuerpo.

MANOS A LA OBRA

1. CON LA LUZ DEL SOL a. Observa las sombras que produce y comprueba qué hay que hacer para que se produzcan sombras nítidas. En este caso la fuente de luz está muy lejos y las mejores sombras se producen cuando el objeto: mano… se coloca cerca de la pared. 2. CON LINTERNA a. Intenta obtener sombras nítidas con una linterna. Ahora puedes jugar con dos valores: la distancia del objeto a la pared y la separación de la fuente de luz. Las sombras más nítidas se producen cuando la linterna está más alejada y cuando el objeto está cerca de la pared. 3. CON LA LUZ DE CLASE a. Intenta conseguir sombras nítidas con la luz de clase; verás que es imposible. Cuando la fuente de luz es muy grande no aparecen sombras definidas, aparecen sombras y penumbras. La sombra más grande del mundo es la sombra de la Luna cuando produce los eclipses de Sol. Sucede cuando la Luna se coloca entre la Tierra y el Sol.

Una pregunta interesante, ¿cómo es posible que la Luna nos tape todo el Sol si es más pequeña que el Sol? Esto es una curiosa coincidencia; el Sol es unas 400 veces más grande que la Luna, pero se encuentra 400 veces más lejos de la Tierra, por lo que los tamaños aparentes en el cielo son similares y por eso puede tapar todo el Sol.

1. Una pregunta difícil. ¿Por qué no hay eclipse de Sol todos los meses? Si pusiéramos encima de la mesa al Sol y a la Tierra describiendo un círculo, el círculo de la órbita de la Luna no estaría en la mesa, estaría inclinado; por eso

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cuando la Luna pasa entre la Tierra y el Sol, unas veces pasa por encima, otras por debajo… y algunas justo por en medio.

4. La luz se desvía; vemos más y mejor con gafas y lupas. Todos los transparentes no son igual de transparentes. La luz se desvía cuando pasa de un medio transparente a otro transparente. Aunque el nombre no es importante, ese fenómeno se conoce como refracción.

NECESITAS • • • • • • • •

Linterna

Lupa cuentahilos

Lente de Fresnel (lente plana) Una botella vacía de agua Un vaso transparente Una moneda Gafas Peine

MANOS A LA OBRA

1. SE DESVÍA Y GIRA a. Coloca un vaso con agua hasta la mitad e introduce una pintura. Parece que se ha roto, ¿verdad? La luz que sale de la pintura por el agua se desvía y la que sale por la parte seca, no; por eso la vemos rota. b. Coloca una moneda encima de una mesa y sobre la moneda, un vaso vacío. Colócate de manera que puedas ver la moneda. Ahora llena poco a poco el vaso y la moneda desaparece. Para que veas la moneda la luz tiene que salir del vaso y llegar a tus ojos, pero al salir del agua se desvía y no puedes verla. c. Coloca la imagen de una flecha apoyada en la pared y apuntando a la derecha. Delante de ella coloca una botella o un frasco de vidrio transparente. Verás que la flecha apunta hacia la izquierda. Cuando la luz atraviesa una superficie curva se desvía y puede girar las imágenes. Acabas de construir una lente.

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d. Puedes ver el ‘efecto lupa’ del agua simplemente metiendo un dedo o cualquier objeto en un vaso lleno de agua y lo podrás ver ampliado. 2. LENTES PARA VER MEJOR a. Para ver qué hacen las lentes no tienes más que poner, como en la foto, un peine de lado, lo iluminas con la linterna e intercalas entre el peine y la linterna una lente de Fresnel, una lente plana y observarás qué pasa. La lente es convergente, es decir, que une los rayos en un punto que se llama foco. b. Las lentes nos ayudan a ver mejor. Puedes analizar la lente convergente para ver cómo funciona: i. Busca el foco. Alumbra con una linterna hacia la pared y mueve la lente hasta que consigas un punto luminoso en la pared rodeado de sombra; ése el foco. Las dioptrías de una lente miden lo cerca que está el foco (una lente de 5 dioptrías tiene el foco a 20cm y una lente de 10 dioptrías, a 10 cm). ii. Observa que en algunos casos amplia y en otros da la vuelta a la imagen. Amplia la imagen cuando colocas el papel cerca de la lente, pero no muy cerca; si te alejas invierte la imagen. c. Las gafas de los alumnos/profesores. Podemos ver si los alumnos tienen gafas con lentes convergentes intentando buscar el foco como en el apartado anterior. Hay también gafas que no son convergentes, son divergentes y al ponerlas a la luz hacen una sombra rodeada de un halo más luminoso. d. Una lupa sin mango. Para no tener que buscar dónde colocar la lupa puedes usar el ‘cuentahilos’. Apoya el cuentahílos en cualquier superficie y observa… un nuevo mundo. Hojas de los árboles, textura de papel, de telas, tu piel…

Dos lupas hacen un microscopio La invención en el

siglo XVI descubrió un mundo hasta entonces invisible. Un milímetro es la distancia de separación entre las dos rayitas de una regla y un ojo sano apenas puede identificar objetos algo más pequeños. Por debajo de ese tamaño está todo un mundo microscópico de ácaros, bacterias, virus, grandes moléculas como el ADN… que tardó tiempo en ser descubierto. Hoy ‘vemos’ no sólo con luz visible sino con otras luces como los ultravioleta, o rayos X para apreciar cosas más pequeñas. En enlace del final puedes hacer un viaje virtual por mundos microscópicos.

http://htwins.net/scale2/lang.html

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5. La luz se refleja Cuando la luz choca con algún objeto, rebota. Rebota igual que una pelota lo hace cuando choca con la pared. Si la pared es lisa es fácil saber por dónde va a rebotar pero si es rugosa es algo más difícil. Así entendemos el fenómeno de la reflexión de la luz.

NECESITAS • • • • • • • • • • • •

Espejos flexibles

Espejo cilíndrico

Poema para leer al revés Plantilla con letras Porción de Pizza

Sustancia reflectante Cámara de fotos con flash

Papel de aluminio Imágenes deformadas y desdeformadas. Cuerda o hilo Transportador de ángulos. Caja de quesitos (necesariamente en triángulos).

MANOS A LA OBRA 1. DOS TIPOS DE REFLEXIONES Mírate en el espejo normal y en el de papel de aluminio. ¿Qué superficie está más lisa? La del espejo; los rayos salen todos tal y como entran, así nos vemos igual; en el papel de aluminio la superficie es algo más rugosa y nos vemos algo peor.

2. DÓNDE NOS VEMOS Coloca un espejo en la puerta de la clase y un objeto o un niño fuera, en el pasillo. ¿Cómo hay que colocar la puerta o el espejo para verlo? Para entender lo que sucede puedes tomar una cuerda o hilo que 10

vaya desde la persona que está observando hasta la persona que se ha escondido. Verás que el ángulo con que sale es igual al que entra. 3. DIAGRAMA DE RAYOS Podemos usar un láser un espejo y un transportador de ángulos para ver que el rayo sale en la misa dirección. Recuerda que tendrás que rociar agua o polvo de tiza para ver el rayo. El ángulo de entrada (incidencia) es el mismo que el de salida (reflexión). Esta es la ley de Snell de la reflexión.

4. UNA REFLEXIÓN MUY ESPECIAL Oscurece la clase y coloca a un alumno con las cintas reflectantes. Ahora haz una foto CON FLASH. Analiza la foto, ¿Qué ves? Las zonas reflectantes brillan mucho más, tienen una especie de miniespejos esféricos, de manera que devuelven casi toda la luz en la dirección que les viene, así, si iluminas con el flash recibirás casi toda la luz en la misma dirección de la que venía. Se usa también en señales de tráfico, matrículas…

5. ¿CABEMOS EN UN ESPEJO PLANO? Averigua si puedes ‘meter’ a una alumna en un espejo plano. Aunque la tendencia es que si nos ponemos lo suficientemente lejos cabremos… no. La explicación no es sencilla, pero para vernos necesitamos un espejo de, al menos, la mitad de nuestra altura.

6. JUGAR CON DOS ESPEJOS. a. Efecto multiplicador. Con un pedazo de pizza y dos espejos puedes reconstruir la pizza completa. Con quesitos juega a reconstruir los ocho quesitos. Siempre saldrá completo, con uno, dos, cuatro ¿Y si pones 6 quesitos? Para que se produzca el efecto los espejos ‘se tienen que ver’, es decir, que estén en un ángulo menor de 180º. ESTE ES EL FUNDAMENTO DE LOS CALEIDOSCOPIOS. b. El espejo da la vuelta. Con un espejo y el poema, trata de leerlo bien. El espejo da la vuelta, convierte izquierda en derecha y se lee con facilidad. Por eso se colocan los carteles de ambulancias y bomberos al revés.

7. SIMETRÍA a. Intenta reconstruir las palabras escondidas en estos mensajes. Invéntate palabras con significado, bien en español, bien en inglés, y crea tus propios mensajes. b. Busca objetos simétricos: tus manos, tu cara…

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8. ESPEJOS CURVOS a. Espejos cóncavos. Curva con cuidado uno de los espejos hacia adentro, de manera que el centro quede al fondo. Observa cómo te ves y si puedes verte mayor o menor o boca abajo o… Si te acercas mucho al espejo, tiene efecto de lupa (así son los espejos pequeños de tocador, que amplían si te lo pones muy cerca). Cuando te alejas te verás al revés. b. Espejos convexos. Curva ahora el espejo hacia afuera. Observa cómo te ves y si puedes verte mayor o menor o boca abajo o… En este caso SIEMPRE te verás más pequeño. Se usa en la salida de los garajes y en los espejos retrovisores de los coches. Ahora eres capaz de saber de qué tipo es cada espejo. Busca en tu casa, calle o colegio espejos planos, cóncavos y convexos. c. Ilusión óptica. El objeto aparece donde NO está. Es debido a que, se trata del reflejo del reflejo; en este caso son dos espejos parabólicos. 9. ANAMORFOS a. Si un espejo curvo deforma, podemos desdeformar las imágenes usando anamorfos, son espejos curvos que reconstruyen la imagen deformada. Puedes usar el programa AnamorphMe y crear tus propias imágenes. Lo más sencillo es utilizar la deformación de espejo cilíndrico.

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6. La luz (blanca) esconde colores La luz blanca puede revelar los secretos que lleva dentro. No es fácil pero hay varios métodos. Conoces el arco iris (son las gotas de agua quienes dispersan los colores), el reflejo en un CD, como en la imagen de la derecha o cuando la luz atraviesa una pieza de cristal, en las pompas de jabón… y si nos ponemos algo más mundanos, en las manchas de gasolina sobre un charco de agua.

NECESITAS • • • • • • • • • • • •

Un disco CD, DVD… no importa que esté averiado. Palillos Pieza de vidrio Tapones de botellas Tijeras Pinturas

Lupa USB Cartulina negra Pegatinas de colores Palos de pinchos morunos Ordenador Hoja impresa en una impresora a color

MANOS A LA OBRA

1. DESCOMPONER LA LUZ BLANCA. Observa lo que le pasa a la luz del Sol si la haces pasar por un trozo pequeño de vidrio; observarás que se forma el arcoíris. ¿Qué es? Las luces que componen la luz blanca se pueden desviar y se separan, dejando ver los colores. Otra manera de ver los colores es la iridiscencia. Quizás tengas en casa objetos que formen arcoíris.

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2. SUMAR DOS COLORES. Construye unos aparatos como los de la fotografía. En cada uno de ellos tienes que colocar un adhesivo de un color diferente. Después intenta girarlos lo más rápido que puedas. ¿Qué ves? Tus ojos suman los dos colores y da uno diferente. 3. SUMAR VARIOS COLORES. Construye un círculo de cartulina y lo pintas con diferentes colores. Ahora pega el disco de papel sobre el tapón y clava en el centro un palillo (mejor si antes has hecho un agujero muy pequeño en el tapón). Ahora ponlo a girar. Verás cómo se juntan en tu cerebro los colores. 4. EL ORDENADOR SUMA COLORES. Prepara una imagen que tenga colores diferentes. Conecta la lupa y pásala por cada uno de los colores. Verás que tu ordenador crea el color blanco sumando las tres luces, roja, verde y azul (Las pantallas se llaman RGB por la inicial en inglés de los colores.

5. LA IMPRESORA SUMA COLORES Observa que, al igual que un pintor o tú mismo, la impresora genera sus colores sumando colores. Sólo tiene 3 cartuchos, cian, magenta y amarillo. Con esos tres –y un cartucho negro para el texto- genera todos los colores. Mira con la lupa la impresión.

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7. El color de las cosass de colores NECESITAS •

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Una caja de cartón grande (el experimento saldrá mejor si puedes forrarla por dentro con cartulina negra). Si tuvieras un aula que se

pudiera oscurecer mucho, sería mejor. Objetos de diferentes colores: funcionan muy bien las chuches y los juguetes de plástico.

Bombilla que cambia de color Imágenes de colores (te proporcionamos algunas, pero puedes añadir las tuyas).

MANOS A LA OBRA 1. EN LA CAJA DE CARTÓN. Coloca objetos de diferentes colores en la caja. ES IMPORTANTE QUE AÑADAS UN OBJETO BLANCO Y OTRO NEGRO. Coloca la bombilla que cambia de color en el interior de la caja y enciéndela. Observa de qué color se ve cada uno de los objetos. 2. EN EL AULA MUY, MUY OSCURA. Coloca en la pared algunos de los dibujos y observa cómo cambia el color al cambiar el color de la luz. HAY QUE PROCURAR QUE DONDE SE ENCUENTREN LOS OBJETOS DE COLORES NO HAYA LUZ EXTERIOR: RECUERDA QUE LA LUZ EXTERIOR TIENE TODOS LOS COLORES Y NO FUNCIONARÍA TAN BIEN EL EXPERIMENTO.

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8. Luces y sombras de colores NECESITAS • • • • •

Enchufe múltiple

3 enchufes individuales con mando a distancia Soporte para los focos

Tres bombillas de colores Niños y niñas (no incluidos en el maletín).

MANOS A LA OBRA

DE QUÉ COLOR SON LAS SOMBRAS. Vamos a preguntar de qué color son las sombras. Una bombilla blanca da una sombra grisácea, pero ¿Una bombilla verde? Dos bombillas blancas dan sombras grises de diferentes tonos oscuros. ¿Y dos bombillas de colores?, ¿y tres bombillas de colores? A. Oscurece el aula todo lo posible. Conecta cada foco a una de las bases con mando a distancia y comienza a hacer preguntas sobre las sombras, a la vez que van viendo las respuestas. Una secuencia podría ser: a. Sombra con un foco blanco b. Sombra con dos focos blancos c. Sombra con tres focos blancos d. Sombra con un foco de un color e. Sombra con dos focos del mismo color f. Sombra con tres focos del mismo color g. Sombras con dos focos de colores diferentes h. Sombras con tres colores diferentes

EXPLICACIÓN

Para un foco la sombra es gris o negra, no es del color de la luz. La sombra es donde no llega la luz.

Para dos focos, se forman varios tipos de sombras: donde se tapa la luz del primer foco, donde se tapa la luz del segundo foco, donde se tapa la luz de los dos focos. Si los focos son blancos habrá sombras grises y negras. Si los focos son de colores, aparecerán sombras de color. Para tres focos, la cosa se complica: sombras en las que no llega la luz de una bombilla y sí la de las otras dos, en ese punto la sombra es la suma de dos luces que

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no llegan. APARECEN SOMBRAS DE COLORES DIFERENTES A LOS DE LAS BOMBILLAS.

9. Mundos invisibles… a los humanos Llamamos luz visible a la que vemos los humanos, que para eso le hemos puesto el nombre. Si el mundo estuviera gobernado por ordenadores con cámaras como la de tu móvil o la de tu portátil, el concepto de luz visible sería más amplio, pues ellos ven más que nosotros, ven más allá de violeta (ultravioleta) y por debajo del rojo (el infrarrojo).

ULTRAVIOLETA NECESITAS • • • • • • • • • • • •

Bombilla ultravioleta Bombilla blanca Tónica

Detergente en polvo

Minerales luminiscentes Señales de emergencia Rotulador fosforito Cuento

Caja con paredes negras Dientes de alumnos Billetes de 5/10/20 € Bombilla blanca

MANOS A LA OBRA Coloca los objetos en el interior de la caja y observa el color que tienen iluminados con luz natural/blanca. Ahora enciende la bombilla ultravioleta y observa las diferencias.

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EXPLICACIÓN Se trata de sustancias que absorben la luz ultravioleta, luz que no podemos ver, y emiten luz visible. Diferencia entre fluorescencia y fosforescencia.

En la fluorescencia se absorbe la energía y se emite inmediatamente; tónica, rotuladores… Los tubos se llaman fluorescentes porque tienen polvo de mercurio que absorbe la radiación ultravioleta que se genera en el tubo y emite luz visible. La fosforescencia sucede en las típicas señales de emergencia que indican la salida o los extintores. También se usan en juguetes que brillan en la oscuridad.

Detergente en polvo, que tiene sustancias que al recibir luz UV devuelven luz blanca; así puede lavar más blanco que el de tu vecina. La luz tiene algo de UV y eso hace que brille. Una camiseta blanca lavada con detergente brilla mucho en los bares de copas y discotecas, donde incluyen en la iluminación, ‘luz negra’, lámparas ultravioletas. Dientes. Bajo el esmalte dental, la capa transparente que protege nuestros dientes, se encuentra la dentina, la parte blanca del diente, donde hay sustancias transparentes. Tónica. La tónica es una bebida amarga que se fabricaba a partir de la corteza de árbol quino. Contenía quinina, que era un remedio contra la malaria. Esta molécula, la quinina, es la responsable de ese color azulado bajo luz ultravioleta.

Billetes de banco. Tienen marcas de seguridad con sustancias fluorescentes, por eso algunos detectores de billetes falsos no son más que una lámpara ultravioleta.

INFRARROJO NECESITAS • • • • • • •

Cámara de seguridad Monitor TV

Célula fotovoltaica + altavoces USB Cámara: teléfono móvil, cámara de fotos, webcam de ordenador… Refresco de cola en botella o vaso Caja con interior negro Mandos a distancia: llave de coche, de televisión…

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Objetos de colores Bombilla visible

MANOS A LA OBRA 1. MANDOS A DISTANCIA a. VER EL InfraRojo Observa el mando a distancia y presiona algún botón, ¿ves algo? Prueba ahora a mirar a través de la cámara del móvil, webcam… El sensor de la cámara ve más que nuestros ojos, ve unas luces invisibles llamadas infrarrojos. b. Prueba ahora con otro mando a distancia, como las llaves del coche para comprobar si lo puedes ver. No lo podrás ver porque funcionan con otras ondas, las ondas de radio y la cámara no las percibe, sólo es sensible al visible y al infrarrojo. c. ¿LO ATRAVIESA TODO? Ahora puedes interponer entre el mando a distancia y la cámara diferentes objetos y apuntar los resultados: un plástico, una tapa negra o una botella de refresco de cola. Verás que, sorprendentemente, el refresco de cola deja pasar poca luz visible pero sí mucha luz infrarroja. Las cosas oscuras son las que absorben casi toda la luz visible. 2. CÁMARA DE SEGURIDAD a. Coloca la cámara de seguridad en el interior de la caja y conéctala al monitor. Introduce algunos objetos en el interior y comprueba cómo se ven. ¿se distinguen los colores? Los objetos están iluminados por luz infrarroja que tiene la cámara. Los objetos, si reflejan el infrarrojo se ven más claros y si lo reflejan poco, más oscuros. No hay colores porque no hay luz blanca. b. Ahora destapamos la caja para que entre luz visible. ¿Qué ves? Ahora se ven los colores porque la luz blanca tiene todos los colores y cada uno refleja el suyo. 3. ESCUCHAR LA LUZ a. Conecta la célula fotovoltaica a los altavoces y enciéndelos. Ahora apunta con el mando a distancia; ¿qué sucede? La célula, como tus ojos, transforma la energía luminosa en eléctrica y envía una señal al amplificador, que la convierte en sonido. El sonido que se escucha es la codificación con la que el mando envía órdenes al televisor, como un morse. b. Enciende y apaga una linterna potente o un láser o un teléfono con flash apuntando a la célula. ¿Qué sucede? El fogonazo se transforma en una corriente eléctrica y ‘suena’.

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10. No somos máquinas Nuestros ojos no son máquinas de vídeo ni nuestro cerebro un ordenador. Es bastante más complicado; se nos olvidan cosas, otras se nos quedan grabadas para siempre, vemos cosas que no hay, cuando andamos por la calle prestamos atención a unas cosas y a otras no… Proponemos ahora algunas actividades para tener una idea de cómo funciona nuestro cerebro y el sentido de la vista.

PALABRAS Y COLORES EN NUESTRO CEREBRO a. Lee las siguientes palabras y anota cuánto te cuesta leerlas.

AMARILLO, ROJO, NEGRO BLANCO, AZUL, VERDE, VERDE, ROJO, AMARILLO AZUL, BLANCO, ROJO

b. Después, di de qué color es cada cuadro y anota cuánto te cuesta decirlo.

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c. Ahora más difícil: di de qué color es cada palabra NO LEAS LA PALABRA.

AMARILLO ROJO NEGRO BLANCO AZUL VERDE VERDE ROJO AMARILLO AZUL BLANCO, ROJO Explicación.

En el primer caso sólo tenemos que leer y es algo que hacemos automáticamente; en el segundo tenemos que ‘buscar en nuestro’ cerebro el lugar donde se almacenan el nombre de los colores, y eso cuesta algo más; y por último, nuestro cerebro está recibiendo informaciones contradictorias y tiene, además, que decidir cuál es la que tiene elegir. Eso hace el proceso mucho más lento. Para que el resultado sea significativo hay que tomar muchos datos y hacer la media aritmética. Una manera gráfica de llegar a estos resultados podría ser mediante una representación gráfica. Tres líneas verticales que, a modo de termómetros, representaran el tiempo. Se van marcando cruces a la altura correspondiente al tiempo de cada lectura y después se comparan los resultados.

¿Por qué movemos los ojos al leer si podemos leer toda la página?

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Centra tu mirada en la X y SIN DEJAR DE MIRARLA comprueba cuántos números puedes ver con nitidez

0 5 4 2 9 X 8 6 7 3 1

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El ojo una cámara de ‘fotos’ algo especial Mira con detalle estas dos imágenes.

La primera muestra cómo ‘ve’ una cámara de fotos y la segunda, cómo vemos nosotros. Los píxeles de la cámara están repartidos por igual en el sensor CCD y se ve todo nítido. En la segunda lo que se aleja del centro está algo desenfocado. Así mira nuestro ojo, porque nuestros píxeles, se llaman conos, están muy concentrados en una zona llamada fóvea que es la única que vemos con claridad el resto, algo borroso. Por ese motivo tú puedes ver toda la página a la vez pero para leerla tienes que mover los ojos.

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VEMOS MÁS DE LO QUE HAY ¿Qué ves en estos dos dibujos? En el fondo no hay nada dibujado claramente, sólo son manchas de tinta negra. Cuando vemos intentamos reconocer lo que ya hay en nuestro cerebro y tratamos de identificar con algo conocido. Si no lo has visto, el primero puede ser una mano y su sombra en la pared y el segundo, un dálmata.

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Generar el movimiento Con imágenes fijas podemos generar el movimiento si no dejamos que nuestros ojos vean cada una de las imágenes. Este es el principio de la animación en televisión, ordenador… Vamos a ver primero cómo mezclamos dos imágenes en una sola y después, cómo muchas imágenes hacen una película.

NECESITAS • • • • • •

Imagen del pajarito y la jaula, una para cada niño (está al final de esta guía) Palo de ‘pincho moruno.

Plantilla de ‘flipbook’. Tijeras Pinzas de ropa (una por niño) Pinturas

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MANOS A LA OBRA

1. TAUMÁTROPO Imprime una hoja de la jaula y el pájaro para cada niño. Después hay que recortar , doblar por la línea de puntos y pegar las dos mitades. Antes de pegarlas tienes que meter en el centro un palito de pincho moruno, que hará de eje. Ahora sólo hay que girar rápido hasta conseguir que las dos imágenes se fundan y lleguemos a ver el pajarito dentro de la jaula. Esto sucede porque nuestro cerebro tiene un límite de imágenes que puede distinguir separadamente. Está aproximadamente en unas 10/12 por segundo; si se mandan más imágenes, el cerebro no las puede distinguir y las mezcla en una única imagen.

2. FOLIOSCOPIO o FLIPBOOK Con la plantilla del ciclista y el coche recorta todas las imágenes y colócalas por orden. Una vez que están bien ajustadas hay que sujetarlas, para eso sirve una pinza de la ropa o, mejor, una pinza de oficina. Ahora ya tienes el libro hecho y sólo hay que pasar las páginas muy rápido. Esto sucede porque nuestro cerebro tiene un límite de imágenes que puede distinguir separadamente. Está aproximadamente en unas 10/12 por segundo; si se mandan más imágenes, el cerebro no las puede distinguir y las mezcla generando la ilusión del movimiento. Cuando tu teléfono graba un vídeo no hace más que tomar muchas imágenes cada segundo y después te las muestra a la misma velocidad. En la actualidad casi todas las cámaras sencillas graban a 30 fotogramas por segundo.

Congelar el movimiento Ahora vamos a hacer lo contrario; un movimiento que percibimos como ‘una película’ vamos a congelarlo y separarlo. 26

NECESITAS • • • •

Estroboscopio Botella con agua y vaso. Cartulina negra Cualquier otro objeto que se mueva: juguetes…

MANOS A LA OBRA Oscurece el aula todo lo que puedas, busca un fondo oscuro y, a ser posible, que no refleje mucho, enciende el estroboscopio y deja caer el agua poco a poco, (con un hilillo de agua funciona muy bien). Puedes ajustar la velocidad del parpadeo y llegarás a observar las gotas de agua individuales que forman el chorro. El estroboscopio emite unos destellos muy potentes y muy breves, eso hace que veamos imágenes congeladas.

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Para saber mucho más

Propuesta para trabajar la luz http://bit.ly/1w6TvIw

Web en inglés dedicada a ofrecer experimentos para el aula. http://www.optics4kids.org

Experiencias sobre la luz realizadas en el marco del proyecto CSIC en la escuela. http://bit.ly/1Ety8Ys

Enlaces sobre la luz http://www.luz2015.es/

http://www.light2015.org

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Salvo que se indique lo contrario, las imágenes son propias. Están tomadas de diferentes repositorios: Flickr, Wikicommons… todas ellas compartidas bajo licencias CreativeCommons. Texto de José Luis Cebollada Gracia [email protected]

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Material fotocopiable para realizar prácticas

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Imagen tomada de la web http://www.slurpystudios.com/ y reproducida con permiso.

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Cículo de Newton. Si lo imprimes en color y algo más pequeño y lo haces girar, verás cómo se genera la luz blanca.

Puedes aprovecharlo para imprimirlo y observar cómo pinta la impresora con sólo tres colores más el negro.

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Imprime esta página para poder observar después cómo la impresora, que no tiene tinta roja, ni verde, ni azul, ni naranja, se las arregla para crear estos colores.

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