bloqueivsubtema3.3¡ysehizolaluz! (1).doc

I. REFERENTE PROGRAMTICO

Aprendizajes esperados

Secuencia 1Secuencia 2

Disea experimentos sobre reflexin y refraccin de la luz e interpreta los resultados obtenidos con base en el comportamiento de las ondas.

Explica cmo las ondas electromagnticas, en particular la luz, se reflejan y cambian de velocidad al viajar por medios distintos.

Explica el origen de las ondas electromagnticas con base en el modelo del tomo.

Describe algunas de las caractersticas de las ondas electromagnticas.

Relaciona las propiedades de las ondas electromagnticas con la energa que transportan.

Reconoce algunos tipos de radiacin electromagntica que tienen importantes implicaciones tecnolgicas.

Asocia los colores de la luz con la frecuencia, longitud de onda y energa de las ondas electromagnticas.

Describe la luz blanca como superposicin de ondas.

Explica cmo las ondas electromagnticas, en particular la luz, se reflejan y cambian de velocidad al viajar por medios distintos.

Explica la refraccin de la luz en un prisma y en la formacin del arco iris.

Para el desarrollo de este subtema se proponen dos secuencias:

La primera relativa a las propiedades de la luz, la reflexin y refraccin, que permiten relacionarlas con el comportamiento de onda.

La segunda refiere el color, lo cual permite relacionar la luz como onda electromagntica.

En ambos casos se recurre a la actividad experimental como un punto de partida que permita aborda restos temas a partir de las percepciones de los alumnos sobre dichos fenmenos, as como al uso de software computacional y videos para facilitar el acercamiento a los conceptos abstractos.

II. ANTECEDENTES/IDEAS PREVIAS

La descripcin y representacin de las ondas, tratado en el bloque I, subtema1.3 Un tipo particular de movimiento: el movimiento ondulatorio, son antecedentes indispensables para relacionar algunas caractersticas de la luz con un movimiento ondulatorio.

Por otra parte, lo que la investigacin educativa reporta acerca de la luz, es que la visin cientfica de la luz no parece ser comn entre los alumnos, en particular:

La mayora de los nios de 10 y 11 aos concibe la luz como una fuente (como en un foco), un efecto (como en una mancha de luz) o un estado (como el brillo). No reconocen a la luz como una entidad fsica que existe en el espacio entre la fuente y el efecto que produca.

A los 13 y 14 aos muchos estudiantes reconocen a la luz como una entidad, utilizando la mayora esta nocin para explicar las sombras, pero slo donde la luz era lo suficientemente intensa como para producir en algn punto de su camino efectos perceptibles.

Las ideas con respecto a la descomposicin de la luz blanca y el color son:

Pocos alumnos relacionan la frecuencia de la luz con el color.

La luz blanca se transforma de alguna manera.

Hay un mecanismo de tincin, debido al filtro que se le coloque.

El color es una propiedad del objeto.

Nuestros ojos ven el color del objeto en lugar del color de la luz reflejada.

III. ESTRUCTURA DE LA SECUENCIA 1. Vemos la luz!

Momento

PropsitosNivelActividadesEvaluacin

Tipo/ProductosCriterios

INICIOIdentificar el propsito de la secuencia.

Explorar y hacer explcitas las ideas de los estudiantes acerca de los modelos..CualitativoActividad 1. Efectos luminosos. Observacin de algunos casos cercanos relacionados con la refraccin y la reflexin, por ejemplo, reflejo de una imagen en el agua, deformacin de los objetos vistos a travs del agua). Anlisis de un caso hipottico acerca de lo que ocurre con la luz en una habitacin oscura al incidir en un espejo, una superficie blanca y una negra.Eval. Diagnstica

Elaboracin individual de lo que sucede con la luz, mediante un dibujo y textos breves.

Identificacin de las concepciones de los alumno:

Solamente hay luz en la fuente que la produce.

Los objetos no luminosos reflejan o no la luz.

La luz sale, cruza, rebota, etctera.

D

E

S

A

R

R

O

L

L

OAnalizar, mediante la experimentacin, el comportamiento de la luz y utilizar un modelo para explicar algunas caractersticas identificadas.Cualitativo Actividad 2 Rayos luminosos. Anlisis de algunas caractersticas de la luz, mediante el experimento de la trayectoria de la luz en una cmara oscura.

Actividad 3. La luz viajera. Diseo de experimentos:

confrontar las ideas expresadas en el caso hipottico planteado en la actividad 1.

Identificar la trayectoria de la luz en un espejo.-

Anlisis de la reflexin en un software computacional.

Actividad 4. Deformacin?

Anlisis de casos de refraccin, mediante experimentos (La moneda en el agua, Del aire al agua), esquemas, textos y consulta de software interactivos (pgina de internet y ejercicio Refraccin de ECAMM) Evaluacin formativa.

Obtencin de conclusiones

Diseo de experimentos

Interpretacin de la reflexin y la refraccin en esquemas. En la obtencin de conclusiones, que los alumnos empleen:

-Evidencias obtenidas en la experimentacin.

- Argumentos lgicos.

En el diseo de experimentos, definir:

La hiptesis/ supuestos.

Variables.

Procedimientos y su relacin con la comprobacin de la hiptesis.

Prever el registro de datos.

En los esquemas identificar:

las lneas que representan la normal, los rayos de incidencia, reflexin, refraccin, as como sus ngulos correspondientes.

En qu caso hay reflexin y cmo es la trayectoria del rayo de que se refleja.

En qu caso hay refraccin y cmo es la trayectoria del rayo que se refracta..

Los rayos de luz como frentes de onda.

CIERREEvaluar lo aprendido

Explicar la reflexin y la refraccin.

CualitativoActividad 4. Cmo es la luz?. Explicacin de la reflexin y refraccin de la luz, mediante la interpretacin de esquemas. Elaboracin de un texto individual acerca de las caractersticas de la luz. Eval. Formativa y final

1. Anlisis de ejemplos.

2. Texto individual.En los esquemas, lo sealado anteriormente.

En el texto expresar como propiedades de la luz:

La reflexin y refraccin

Se desplaza: se propaga en lnea recta con cierta velocidad

Se comporta como onda, que se refleja y refracta

Cambia su velocidad al pasar de un medio a otro.

III. ACTIVIDADES SUGERIDAS

SECUENCIA 1. Vemos la luz!

Tiempo total estimado: 350 minutos

Orientaciones para el docente:

Se sugiere partir de las experiencias de los alumnos y describir los cambios de fenmenos asociados con la luz, con la intencin de emplear herramientas para la representacin.

De igual manera, se propone el trabajo con las actividades prcticas para dar oportunidad al alumno de expresar sus explicaciones, con lo que el docente identifique ideas previas a considerar en la enseanza. A continuacin se plantean algunas ideas previas que pueden alertar al docente sobre las concepciones de los alumnos e identificar el sentido de las actividades propuestas en esta sesin:

Los alumnos que conciben la luz como una entidad distinta de su fuente, ubicada en el espacio, tienen la posibilidad de interpretar las sombras y la reflexin; sin embargo, se han identificado algunas limitaciones de esta concepcin: -Cuando los objetos no son luminosos en s mismos, no se tiene bien establecida la nocin de que los objetos reflejan la luz.

No aceptan explcitamente el movimiento de la luz; a menudo los nios hablan de la luz como si fuera una entidad en movimiento (sale, cruza, rebota, etc.), pero no manifiestan explcitamente el tiempo de propagacin, salvo a veces, en el caso de grandes distancia.

Actividad 1. Efectos luminosos Tiempo estimado: 50 minutos

Se sugiere iniciar la secuencia propiciando el intercambio de ideas y comentarios con los alumnos, con respecto al tema de la secuencia y los aprendizajes esperados.

Partir de situaciones conocidas para los alumnos, por ejemplo, observar el reflejo de una imagen provocado por una superficie de agua, si es posible, en un ambiente natural, de lo contrario analizar algunas fotografas. La intencin es la de identificar las explicaciones de los alumnos con respecto a la reflexin y refraccin de la luz. Se proponen ejemplos de algunas situaciones o fotografas en el Anexo 1.

Llevar a cabo una lluvia de ideas para que los alumnos expresen sus observaciones e ideas; considerar la observacin y descripcin de:

- Las imgenes reflejadas (dnde se forman, tamao, deformacin). Cmo son las imgenes que se forman?, por qu se forman?

- Las imgenes observadas a travs del agua (deformacin, tamao, diferencias y semejanzas con los objetos reales) Cmo se ven los objetos que se encuentran en el agua?, a qu se debo esto?, qu semejanzas y diferencias tienen con los objetos reales?

Plantear a los alumnos una situacin hipottica: para identificar sus s ideas con respecto a la reflexin de la luz:

Si estuviramos en una habitacin oscura con un linterna en una pared o una pequea ventana, qu hace la luz desde que se enciende la linterna, si en un una pared hay:

un espejo

una pared de color claro.

una pared negra

Solicitar a los alumnos que, en una cartulina o en una hoja:

Describan lo que sucede en los casos anteriores, mediante un dibujo y textos breves, en los cules se describa la luz y la interaccin con los objetos. Se mueve la luz?, en lnea recta?, con velocidad constante o variable?, qu trayectoria sigue?

Anoten las caractersticas o propiedades de la luz.

En plenaria, comparar los dibujos elaborados e intercambiar ideas con respecto a semejanzas y diferencias encontradas en sus representaciones. Identificar algunas caractersticas de la luz: cmo es?, qu efectos produce?

Actividad 2. Rayos luminosos Tiempo estimado: 50 minutos

Comentar a los alumnos que realizarn un experimento para identificar las caractersticas de la luz.

Organizar al grupo en equipos para realizar la actividad prctica: Cmara oscura (Anexo 2). Posteriormente, comparar las respuestas planteadas en la actividad y discutir lo siguiente:

Cmo es la imagen? Descripcin: tamao y sentido.

A qu se debe que la imagen se vea de cabeza? Explicacin de la imagen formada con base en la direccin de la luz emitida por la llama; considerar las ideas enunciadas por los alumnos como un modelo, por ejemplo, pueden suponer que la luz emite partculas que viajan en lnea recta (modelo corpuscular).

En la discusin, diferenciar la luz, de la fuente (llama de la vela); identificar las ventajas de representar la luz en forma de lneas o rayos (lnea recta).

Obtener conclusiones con respecto a la luz. Particularmente orientar las opiniones de los alumnos hacia caracterizar la luz como:

Entidad fsica separada de su fuente.

Viaja en trayectoria recta.

Puede reflejarse y refractarse.

Produce efectos: permite ver los objetos, forma imgenes y sombras.

Comentar las semejanzas y diferencias de la cmara elaborada con la cmara fotogrfica y el ojo humano. Comentar con los alumnos el modelo de luz que se ha utilizado hasta el momento y la utilidad del mismo (modelo corpuscular de la luz).

Actividad 3. La luz viajera Tiempo estimado: 100 minutos

Organizar al grupo en equipos; pedir a los alumnos que diseen una actividad para verificar los supuestos sealados para la situacin hipottica analizada en la Actividad 1. Comparar resultados y confrontar sus explicaciones con los resultados. Con base en los resultados, discutir en el grupo lo siguiente:

Qu percibimos cuando la luz se refleja en los objetos?

Qu quiere decir la luz se refleja?

Por qu vemos los objetos?

Qu objetos reflejan la luz?

Cmo se identifica que un objeto refleja la luz?

Qu percibimos cuando los objetos no reflejan la luz?

Con la participacin de todo el grupo, disear un experimento para identificar cul es el comportamiento de la luz en un espejo. Discutir la forma de identificar la direccin de la luz con mayor precisin, comentar:

qu materiales se requieren.

qu condiciones son necesarias.

cmo describir la luz reflejada. Identificar referentes: rayo incidente, rayo reflejado y normal.

Realizar el experimento, describir la trayectoria de la luz al reflejarse. Reflexionar acera del uso del modelo corpuscular de la luz para explicar este fenmeno. Corroborar la explicacin del fenmeno.

Comentar y discutir los resultados; considerar los siguientes cuestionamientos:

Cul es la ventaja de representar a la luz en forma de rayo?

Qu representa cada rayo de luz?

Cmo se representa un rayo de luz?, tienen direccin y velocidad?

Obtener conclusiones con respecto a la utilidad de utilizar el modelo de los rayos de luz parar describir el comportamiento de la luz. Identificar ngulos de los rayos incidentes y reflejados.

Se sugiere aprovechar software computacional para analizar el fenmeno de la reflexin de la luz. Por ejemplo, revisar las secciones Reflexin. Conceptos Bsicos y Reflexin. Leyes en la pgina: http://web.educastur.princast.es/ies/juananto/FisyQ/MovOnd/index.htm. Realizar las actividades sealadas en la seccin Laboratorio II (reflexin); con base en la informacin de la pgina electrnica, en forma individual o en binas, representar un rayo de luz reflejado, indicando el rayo incidente, el rayo reflejado, la normal, el ngulo de incidencia y de reflexin. Si no es posible acceder a este material, se sugiere analizar esquemas con diversos casos (Anexo 3)

Con la participacin de todo el grupo, discutir:

El efecto de la luz que incide en una superficie pulida y en otra con irregularidades, por ejemplo, en el primer experimento propuesto en esta actividad; identificar en qu casos hay difusin de la luz.

Situaciones del entorno en las que identifiquen la reflexin de la luz.

Qu pasara si un objeto no refleja la luz?

Qu semejanzas identificas acerca de la reflexin de la luz con la reflexin del sonido?

Obtener conclusiones con respecto a las propiedades de la luz; en forma individual, revisar las ideas que anotaron en la actividad anterior y modificarlas, si lo consideran necesario.

Organizados en equipo, relacionar las propiedades de la luz revisadas en alguna situacin, por ejemplo:

La luz de luna.

Las fases de la luna.

El deslumbramiento de la luz de un foco.

Proponer una investigacin bibliogrfica para dar respuesta a las siguientes cuestiones:

Qu ser ms veloz, la luz o el sonido?

Cul es la velocidad de la luz?

Cunto tiempo tarda la luz del Sol en llegar a la Tierra?

Actividad 4. Deformacin? Tiempo estimado: 100 minutos

Comentar con los alumnos cmo se ven las personas o los objetos que estn sumergidos en el agua. Cuestionar a qu se deben estas imgenes. Utilizar el modelo corpuscular de la luz para explicarlo.

Realizar la actividad prctica: La moneda en el agua (Anexo 4)

Con la participacin de todos los alumnos del grupo, comentar lo que observaron en la actividad prctica. Guiar la discusin considerando que la luz viaja en lnea recta y cmo se afecta al pasar el agua.

Revisar la actividad prctica: Del aire al agua (Anexo 5); proponer explicaciones con respecto a la trayectoria de la luz que emite la lmpara al reflejarse en el espejo.

Organizados en equipo, realizar el experimento; observar y describir la trayectoria de la luz en cada medio.

En plenaria, comparar los resultados y respuestas de las preguntas planteadas en la actividad. Analizar el cambio en la direccin de la luz; relacionarlo con la refraccin. Identificar los elementos de la representacin que son tiles para describir la refraccin: rayo incidente, rayo refractado, ngulo de incidencia, ngulo de refraccin, normal.

Leer y comentar el texto Refraccin (Anexo 6). Comentar las analogas propuestas:

Con qu se compara la trayectoria de la luz.

Con qu se compara el cambio de la velocidad de la luz en el texto.

En el ejemplo del texto, a qu se debe el cambio de velocidad de las ruedas?

Cul es la semejanza de la trayectoria de la luz y la trayectoria de las ruedas del ejemplo del texto?

Con la participacin de todo el grupo proponer una definicin de refraccin.

Analizar y explicar con base en la refraccin, la apariencia de las imgenes (tamao y distancia) de objetos que se encuentran en el agua y que son observados fuera de ella, por ejemplo el caso de la moneda en el agua, o de un objeto en una alberca o estanque.

Analizar algunos esquemas para identificar la trayectoria de la luz al refractarse. Se sugiere consultar las secciones Refraccin. Conceptos Bsicos y Leyes. Refraccin, en la pgina: http://web.educastur.princast.es/ies/juananto/FisyQ/MovOnd/index.htm. Realizar las actividades del Laboratorio III (Refraccin): solicitar a los alumnos:

Identificar un caso de refraccin con los elementos que lo describen (rayos incidente y refractado, normal, ngulos de incidencia y refraccin)

Probar con casos en los que el rayo incidente se produce en el aire (medio de menor ndice de refraccin)

Trabajar con casos en los que los rayos que inciden se produce en el agua (medio de mayor ndice de refraccin).

Si no es posible acceder a este material, se sugiere analizar los esquemas presentados en el anexo 7.

Con base en los ejemplos identificados por los alumnos, analizar:

Qu ocurre con la trayectoria de la luz al pasar por dos medios transparentes por ejemplo, aire y agua?

Qu ocurre cuando el rayo que incide es perpendicular a la superficie del agua?

En qu caso no se produce refraccin y el rayo se refleja?

Como una actividad complementaria se sugiere realizar la actividad Refraccin de ECAMM Esta actividad se compone de un ejercicio de lpiz y papel llamado Refraccin (Anexo 8) que se complementa con el Trabajo en computadora, el cual es un archivo de excel que permite variar los ngulos de incidencia e ndices de refraccin y obtener el ngulo de refraccin respectivo.

Discutir el comportamiento de la luz. Pedir a los alumnos que expliquen cmo debe ser la luz que se comporta de esta manera.

En la discusin analizar:

El modelo corpuscular: Si la luz contiene partculas diminutas que viajan en lnea recta, qu pasara con ellas al cambiar de medio, por ejemplo, al entrar en el agua (formada tambin de partculas).

Hacer una comparacin de la reflexin y refraccin de la luz con lo que sucede con el sonido y comentar cmo se propaga el sonido: por medio de ondas. Analizar la relacin de la reflexin y la refraccin con el comportamiento de las ondas:

Qu ocurre con la luz al reflejarse. Qu ocurre con la luz al refractarse.

Los rayos como frentes de ondas.

Con base en la discusin, elaborar, en equipo conclusiones con respecto a la refraccin. Comparar el modelo corpuscular de la luz y el de las ondas para elaborar las conclusiones.

Actividad 5. Cmo es la luz? Tiempo estimado: 50 minutos

Organizados en equipo, explicar los siguientes casos: :

a) La formacin de una imagen en una lupa como la siguiente, relacionndola con el siguiente esquema:

b) Esquema de la formacin de una imagen en el ojo humano.

Ambos ejercicios permiten que los alumnos identifiquen: que la luz viaja en lnea recta, la interpretacin de la representacin de la luz, mediante lneas para identificar la reflexin de la luz, la desviacin de los rayos al cambiar de medio (en la lupa o cristalino y lquidos del ojo), la formacin de imgenes en un punto determinado, la formacin de imgenes invertidas debido al cambio de la trayectoria de la luz al pasar por la lupa y estructuras del ojo). En el ejemplo del ojo, es necesario precisar a los alumnos que el ojo capta las imgenes invertidas, pero que el cerebro las interpreta en forma derecha.

En forma individual, elaborar un texto breve que explique qu caractersticas tiene la luz? .

III. ESTRUCTURA DE LA SECUENCIA 2. Qu onda con la luz!

Momento

PropsitosNivelActividadesEvaluacin

Tipo/ProductosCriterios

INICIOIdentificar el propsito de la secuencia.

Explorar y hacer explcitas las ideas de los alumnos con respecto al color.CualitativoActividad 1.De colores Realizacin de comentarios acerca de la causa de los colores de los objetos. Observacin a travs de filtros para identificar de qu depende el color.Eval. Diagnstica

Elaboracin de un texto individual que explique a qu se debe el color de los objetos.

Identificacin de las concepciones de los alumnos. Por ejemplo:

Hay un mecanismo de tincin, debido al filtro que se le coloque.

El color es una propiedad del objeto.

Nuestros ojos ven el color del objeto en lugar del color de la luz reflejada.

D

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S

A

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R

O

L

L

OAnalizar, mediante la experimentacin, el comportamiento de la luz como onda; identificar la luz como onda electromagntica y relacionar la frecuencia de las ondas con el color y la energa.Cualitativo Actividad 2. Separa y mezcla la luz. Realizacin de experimentos acerca de descomposicin de la luz blanca y la mezcla de colores; Relacionar la luz con las ondas electromagnticas y el color con la frecuencia de las onda.

Actividad 3. La luz en onda. Observacin de algunas efectos de la luz para explicarlas mediante un modelo. Lectura de un texto y observacin de un video para analizar la relacin de la luz con las ondas electromagnticas.

Actividad 4. Luz y energa.

Comentario de un texto sobre las diferencias de temperatura de los colores y diseo de un experimento para analizar esta caracterstica.

Evaluacin formativa.

Obtencin de conclusiones

Diseo de experimentos

Interpretacin de la reflexin y la refraccin en esquemas. En la obtencin de conclusiones, que los alumnos empleen:

-Evidencias obtenidas en la experimentacin.

- Argumentos lgicos.

En el diseo de experimentos, definir:

La hiptesis/ supuestos.

Variables.

Procedimientos y su relacin con la comprobacin de la hiptesis.

Prever el registro de datos.

En los esquemas identificar:

las lneas que representan la normal, los rayos de incidencia, reflexin, refraccin, as como sus ngulos correspondientes.

En qu caso hay reflexin y cmo es la trayectoria del rayo de que se refleja.

En qu caso hay refraccin y cmo es la trayectoria del rayo que se refracta..

Los rayos de luz como frentes de onda.

CIERREEvaluar lo aprendido

Explicar la reflexin y la refraccin.

CualitativoActividad 5. Qu onda con la luz!

Elaboracin de:

Un dispositivo (periscopio, estufa solar) y explicacin del comportamiento de la luz.

Un mapa conceptual acerca de las propiedades de la luz.

Texto individual acerca de las propiedades de la luz. Eval. Formativa y final

1. Dispositivos elaborados.

2. Mapa conceptual

3. Texto individualExplicar el funcionamiento del dispositivo, con base en los conceptos de las secuencias: reflexin, refraccin.

En el mapa conceptual y en el texto, emplear los trminos: onda, onda electromagntica, reflexin, refraccin, longitud de onda, tomo.

III. ACTIVIDADES SUGERIDAS

SECUENCIA 2. Qu onda con la luz!

Tiempo total estimado: 450 minutos

Orientaciones para el docente.

Es importante que el alumno vaya conformando la idea de la luz como onda para que pueda relacionarla con las ondas electromagnticas y explique otras propiedades, entre ellas el color. Se sugiere que el alumno analice los fenmenos observados, mediante el modelo corpuscular de la luz y el de onda.

Al igual que en la secuencia anterior, se propone llevar a cabo experimentos que favorezcan el anlisis de los conceptos y permitan relacionar los temas con su entorno.

Actividad 1. De colores Tiempo estimado: 50 minutos

Comentar a los alumnos que hasta el momento han identificado algunas caractersticas de la luz y que en esta secuencia analizarn otra de sus propiedades: el color. Comentar qu significa el dicho De noche todos los gatos son pardos.

Solicitar que indiquen los colores que identifican en los objetos; comenten y anoten en su cuaderno a qu se debe el color observado.

Realizar una actividad prctica para identificar los colores observados a travs de filtros.

Material: hojas de papel celofn de color rojo, verde y azul, tamao carta, aproximadamente.

Procedimiento:

Observar objetos de diferentes colores (blanco, negro, azul, verde rojo, amarillo) a travs de papel celofn rojo. Hacer lo mismo, pero utilizando papel celofn verde y azul. Registrar lo observado en una tabla como la siguiente:

Color del objeto visto con luz del solColor del objeto visto a travs de un filtro rojoColor del objeto visto a travs de un filtro verdeColor del objeto visto a travs de un filtro azulBlanco

Azul

Verde

Rojo

Amarillo

Negro

Comparar los colores de los objetos vistos con luz natural y a travs del celofn de color. Comentar:

Qu colores se ven iguales?

Cules se ven diferentes?

Cmo se ve el color blanco?

Cmo se ve el color negro?

Con base en la actividad discutir en el equipo de qu depende el color del objeto. Considerar el modelo de partculas y el de ondas para analizar la explicacin del color.

Leer el texto Color por reflexin (Anexo 9). Comparar y comentar en el grupo, las respuestas.

Actividad 2. Separa y mezcla la luz Tiempo estimado: 100 minutos

Solicitar a los alumnos que hagan suposiciones con respecto a lo que suceder en los siguientes casos:

a) Si la luz del sol incide en:

un espejo.

un espejo sumergido en agua.

b) Al proyectar la luz del sol en una pared blanca, utilizando espejos con filtros de colores:

Qu ocurrir si se enciman manchas de luces de colores diferentes, por ejemplo azul y amarillo; verde y rojo; rojo y azul, verde, rojo y azul.

Comentar las respuestas a los casos planteados. Organizar al grupo en equipos para realizar las actividades experimentales sealadas: Arco iris (Anexo 10) y Reflejo de colores (Anexo 11).

En plenaria, analizar los resultados de los dos experimentos y discutir:

En qu casos se da la reflexin y la refraccin.

Qu sucede al mezclar luces de diferente color.

De dnde provienen los colores del arco iris.

Relacionar los colores obtenidos como componentes de la luz blanca (del sol). Obtener conclusiones de los experimentos con respecto a la luz blanca y sus componentes. Investigar lo que ocurre al encimar manchas de pigmento; identificar semejanzas y diferencias con la adicin de luces de colores.

Actividad 3. La luz en onda Tiempo estimado: 100 minutos

Realizar por equipos las siguientes actividades:

proyectar una luz sobre un objeto opaco y analizar la sombra

analizar la difraccin de la luz en una rejilla pequea. (Anexo 12: Rendijas de luz)

Utilizar filtros Polariod y colocarlos a diferentes ngulos a fin de evitar el paso de la luz.

Es importante que estas actividades se orienten no a la introduccin de nuevos contenidos, sino al contacto con nuevos fenmenos y a la utilizacin de un modelo en situaciones lmite para hacer surgir la insatisfaccin explicativa y la bsqueda de un nuevo modelo que permita explicar de mejor manera los fenmenos referidos.

Particularmente reflexionar sobre los diferentes grados de obscuro de la sombra. Utilizar el modelo corpuscular de la luz para explicar dicho fenmeno.

Reflexionar sobre la insatisfaccin explicativa de las partculas y la necesidad de introducir un nuevo modelo que ayude a explicar este fenmeno.

Introducir el modelo ondulatorio y analizar las explicaciones de los fenmenos arriba descritos con el nuevo modelo; relacionar una fuente de luz con la emisin de ondas esfricas que se propagan alejndose de ella y los rayos de luz como frentes de ondas.

Leer un texto sobre la relacin del color y la caracterstica de onda electromagntica Por ejemplo:

Ondas electromagnticas y El espectro de colores (Anexo 13); En plenaria comentar las respuestas de las actividades realizadas y discutir:

Cmo se relaciona el comportamiento de onda de la luz con los colores?

Qu caractersticas tienen las ondas electromagnticas?

Requiere de un medio para viajar, como el caso del sonido?

A qu se refiere el trmino frecuencia?

Qu tipo de ondas constituye el espectro electromagntico?

Analizar las caractersticas de las ondas del espectro de luz visible; considerar:

Las caractersticas (longitud de onda, frecuencia y amplitud)

Longitud de onda de los colores de la luz visible.

Semejanzas y diferencias: La luz visible est formada por ondas que son percibidas por el ojo en forma de colores; la luz de diferente longitud de onda se percibe como luz de diferente color; todas las ondas viajan a la misma velocidad.

El ultravioleta y el infrarrojo son ondas de luz no visible.

Analizar las caractersticas del espectro electromagntico. Considerar:

Tipos de ondas. Ondas visibles y no visibles al ojo humano. Se recomienda utilizar esquemas para identificar la representacin de la longitud de onda y su comparacin con objetos conocidos (Anexo 14)

Cul es la relacin de la luz con los electrones?

Semejanzas y diferencias: Todas viajas a la velocidad de la luz, tienen la misma amplitud, pero diferente longitud de onda.

Identificar la relacin de la energa con la longitud de onda.

Investigar caractersticas y aplicaciones de las ondas electromagnticas: rayos X, infrarrojo, ondas de radio, microondas, etc. Se sugiere, en forma complementaria, observar el programa Luz, lentes y lser (Sinopsis del programa se presenta en el Anexo 15)

Actividad 4. Luz y energa Tiempo estimado: 50 minutos

Preguntar a los alumnos qu saben de la luz infrarroja? Leer y comentar el texto: El descubrimiento del infrarrojo (Anexo 16). Se sugieren las siguientes preguntas para el comentario:

Cul era la hiptesis de Herschel con respecto a los colores?

Para qu utiliz un prisma?

Qu utiliz para identificar diferencias en el calor de los colores?

Para qu coloc termmetros fuera del espectro de luz visible?

Cul fue el resultado de las mediciones de temperatura de los colores?

A qu atribuy la medicin de mayor temperatura en una regin fuera del espectro de luz visible?

Comentar el experimento de Herschel y la posibilidad de realizarlo, sustituyendo el prisma con el espejo en el agua realizado en la actividad prctica Arco iris. Comentar los materiales, procedimiento y condiciones (por ejemplo determinar 3 regiones para tomar la temperatura: azul, amarillo y ms all del rojo; no retirar los termmetros para identificar el dato de la temperatura; forma de registrar los datos, por ejemplo, mediante una tabla como la siguiente:

Regin del espectro Temperatura. inicialTemperatura en cada minuto12345678910Azul

Amarillo

Ms all del rojo

Discutir las observaciones resultados y problemas. Se sugieren las siguientes preguntas:

Qu se observa en las lecturas de temperaturas?

Se aprecia alguna tendencia?

Dnde ocurre la temperatura ms alta?

Qu cree que existe ms all del borde rojo del espectro?

Con base en los resultados del experimento y en el texto ledo obtener conclusiones con respecto a la luz como forma de energa (radiacin).

Actividad Qu onda con la luz! Tiempo estimado: 50 minutos

Elaborar un dispositivo: periscopio, una estufa solar y explicar su relacin con el comportamiento de la luz:

Cmo interviene la reflexin o refraccin de la luz.

Caractersticas de las ondas.

Identificar los conceptos revisados en la secuencia y elaborar un mapa conceptual.

En forma individual, realizar un texto acerca de las propiedades de la luz. Revisar las explicaciones realizadas en la actividad 1 e identificar si hay cambios en ellas; justificar los cambios.

Bibliografa consultada:

Giancoli, Douglas C. (1988), Fsica General, Vol. II, Mxico, Prentice Hall Hispanoamericana.

Hewitt, Paul G. (199), Fsica conceptual, Tercera edicin, Mxico, Addison Wesley Longman.

Driver, Rosalind, Edith Guesne y Andre Tiberghien (1996), Ideas cientficas en la infancia y la adolescencia, 3. Edicin, Madrid, Morata.

Pginas de internet sugeridas:

http://www.educaplus.org/luz/index.htmlhttp://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/107/htm/sec_8.htmhttp://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/fisicaInteractiva/OptGeometrica/

http://www.spitzer.caltech.edu/espanol/edu/ir/index.htmlConsultadas por ltima vez en marzo de 2007.

ANEXO 1

Esta fotografa se pueden observar varios detalles: el reflejo de la cara del nio en la superficie del agua; la transparencia del agua y de la pecera que permiten observar la camisa del nio y el pez.

En esta imagen se puede observar la deformacin (refraccin) de la superficie del agua, de la arena y del cristal de la pecera.

En esta fotografa se pueden observar varios efectos de la luz: la imagen de algunas plantas en la superficie del agua (reflexin),el agua es un medio transparente; la reflexin de la luz en los peces, que permite observarlos; los peces se observan cerca de la superficie (refraccin de la luz)

ANEXO 2

Actividad prctica 1. Cmara oscura

(Adaptado de: http://www.cientec.or.cr/ciencias/experimentos/optica.html)

Material: 1 lata con una de sus tapas completamente abierta o 1 tubo (de papel de bao o de servilletas de cocina)

1 clavo delgado y martillo

1 alfiler.

1 pedazo de papel cebolla o albanene

1 liga de hule pequea.

1 vela encendida.

Cinta adhesiva masking tape

AceiteMontaje del dispositivo:

Con el clavo y el martillo abre un pequeo agujero en el centro de la tapa que qued en la lata. Cubre el lado abierto con el papel y asegralo con la liga.

Si utilizas el tubo de cartn, cubre cada uno de las bases del cilindro con crculos de papel y pgalos con la cinta adhesiva; en el centro de uno de ellos haz un orificio con el alfiler.

En ambos casos, esparce una gota de aceite en el crculo que no tiene el orificio.

Orienta el orificio hacia la llama encendida y observa en el crculo opuesto, como se indica en la figura (de ser posible en cuarto oscuro). Haz la observacin a diferentes distancias de la vela.

Anlisis:

Observa, comenta las respuestas a las siguientes preguntas y contstalas:

En dnde se forma la imagen de la vela?

Cmo es la imagen con respecto al objeto real?

Qu ocurre con la imagen al variar la distancia de observacin de la vela?

Qu ocurre con la imagen al variar el tamao del orificio?

Qu funcin realiza el orificio?

Qu funcin realiza el papel en donde se forma la imagen?, cul es la ventaja de utilizar papel cebolla o albanene?

Qu imgenes se pueden observar?

Elabora un dibujo de la vela y la imagen formada en la cmara, que represente lo que sucede con la luz y la imagen formada.

ANEXO 3

REFLEXIN

(http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/fisicaInteractiva/OptGeometrica/reflex_Refrac/Reflexion.htm)

Es el cambio de direccin que experimenta un rayo luminoso al chocar con la superficie de un objeto. Cuando la luz llega a la superficie de un cuerpo, sta se refleja total o parcialmente en todas direcciones. Si la superficie es lisa como un espejo, los rayos son reflejados o rechazados en una sola direccin; toda superficie que refleja los rayos de luz recibe el nombre de espejo

EJEMPLO:

El agua de una alberca o un lago, o los espejos de cristal que a su vez pueden ser planos o esfricos. Al rayo de luz que llega al espejo se le denomina incidente, y al rayo rechazado por el se le llama reflejado.El fenmeno ms evidente de la reflexin en el que se refleja la mayor parte del rayo incidente sucede cuando la superficie es plana y pulimentada (espejo).

NGULO DE INCIDENCIA y NGULO DE REFLEXIN Se llama ngulo de incidencia -i- el formado por el rayo incidente y la normal.

La normal es una recta imaginaria perpendicular a la superficie de separacin de los dos medios en el punto de contacto del rayo.

El ngulo de reflexin -r- es el formado por el rayo reflejado y la normal.REFLEXIN: LEYES

El rayo marcha perpendicular al frente de las ondas

Cuando un rayo incide sobre una superficie plana, pulida y lisa y rebota hacia el mismo medio decimos que se refleja y cumple las llamadas "leyes de la reflexin" :

1.- El rayo incidente forma con la normal un ngulo de incidencia que es igual al ngulo que forma el rayo reflejado con la normal, que se llama ngulo reflejado.2.- El rayo incidente, el rayo reflejado y la normal estn en un mismo plano. El rayo incidente define con la normal en el punto de contacto, un plano. El rayo reflejado estar en ese plano y no se ir ni hacia delante ni hacia atrs.

Imagina que el plano amarillo de la figura contiene a la normal y al rayo incidente: el rayo reflejado tambin estar en l.

Ejemplo 1:

(http://www.profisica.cl/evaluaciones/1Medio/laluz/laluz1.pdf)

La Ley de Reflexin. Un observador en reposo, representado por el ojo en la figura, se

encuentra frente a tres espejos idnticos ubicados a cierta distancia frente a l, como

muestra la figura. Dibujando un diagrama de rayos incidentes y reflejados, determinar las

imgenes que el observador ve reflejada en cada uno de los espejos.

Respuesta

Utilizando la ley de la reflexin se puede determinar el campo de imgenes que tiene el

ojo del observador al mirar hacia cada uno de los espejos. Para encontrar esas imgenes

basta con dibujar, en primer lugar, los rayos que se reflejan en los extremos del espejo 1 y

que llegan al ojo. Ver figura (a)

La lnea roja muestra los objetos que son observados a travs del espejo 1; el pez, el ave y

el perro.

Luego se procede a dibujar el campo de imagen que produce el espejo 2 y por ltimo el

espejo 3, quedando el esquema de los rayos incidentes y reflejados como se ve en la

figura (b)

La franja azul muestra los objetos visibles por reflexin en el espejo 2 son la ardilla y el .

Al dibujar el campo de imgenes que el observador capta a travs del espejo 3 se aprecia

que no permite captar ninguna de las imgenes dibujadas.

Es interesante hacer notar que el ramo de rosas y el gato no pueden ser vistos por el

observador por reflexin.

Ejemplo 2

La figura muestra a un conjunto de espejos planos que forman una caja cuyas paredes se

cortan en ngulo recto.

a)Dibuje un rayo luminoso que partiendo del punto O incida primero sobre el espejo A y

luego de sucesivas reflexiones emerja de la caja pasando por el mismo punto O.

b) Si ahora la primera incidencia es en el espejo C, luego de sucesivas reflexiones, podr

pasar el rayo reflejado por el punto O?.

ANEXO 4

Medio

ndice de refraccin (N)

Refraccin del rayo incidente

Vaco (n =1)

El rayo incidente llega al cambio de medio formando un ngulo de 11.31 con la Normal. El rayo de luz es refractado con un ngulo de 11.31.

Observa que cuando la luz procede de la sustancia de mayor ndice de refraccin con un ngulo mayor que el ngulo lmite de 90 la luz se refleja en vez de refractarse.

Aire seco

(n = 1.00029)


Observa que cuando la luz procede de la sustancia de mayor ndice de refraccin con un ngulo mayor que el ngulo lmite de 88.62 la luz se refleja en vez de refractarse.

Agua a 20 C

(n = 1.33)



Etano

(n = 1.36)



Cuarzo

(n = 1.46)



Zafiro

(n = 1.77)



Diamante

(n = 2.4.17)



Propagacin de la luz

(http://acacia.pntic.mec.es/jruiz27/light/refracciones.html)

Cuando una onda de cualquier tipo alcanza la frontera de dos medios distintos, una parte de su energa se transmite al segundo medio, dando lugar en el segundo medio a otra onda de caractersticas semejantes las de la onda incidente y que recibe el nombre de onda transmitida. Otra parte de la energa se emplea en generar otra onda que se propaga hacia atrs en el primer medio y que se llama onda reflejada. En este proceso se conserva la frecuencia de la onda, lo que implica que la longitud de onda (t de la onda transmitida es diferente de la longitud de onda (i de la incidente, pues tambin cambia la velocidad de la onda en cada medio. Algunos casos de refraccin:

ANEXO 5

Actividad prctica: La moneda en el agua


Material: Una moneda, un poco de plastilina, un vaso y agua

Procedimiento:

Se coloca la moneda en el fondo del vaso vaco tal como se indica en la figura A, utiliza la plastilina para sujetar la moneda. Observa la moneda dentro del vaso y baja un poco la posicin del ojo, hasta que ya no la veas.

Sin cambiar de posicin de observacin, con la ayuda de otro compaero, llenar el vaso con agua, poco a poco (para que no mueva la moneda). Figura B.

Qu ocurre con la moneda?

A qu atribuyes el cambio observado?

ANEXO 6

Actividad prctica: Del aire al agua.

Material:

Una lmpara lser (apuntador)

Un recipiente transparente con agua (por ejemplo una pecera pequea)

Una cartulina

Un espejo

Transportador

Regla, lpiz

NOTA: Se debe tener cuidado con la luz del lser ya que si se mira directamente, puede ocasionar lesiones en el ojo.

Procedimiento:

Pega la cartulina de manera vertical y coloca el recipiente con agua frente a ella.

En el fondo del recipiente coloca el espejo. Acerca la lmpara a la superficie del agua, encindela y dirige la luz hacia el espejo.

Observa la direccin de la luz al entrar al agua, al tocar el recipiente y al salir del agua.

Con la ayuda de un compaero colocado de frente al recipiente, que te indique la trayectoria de la luz, dibuja en la cartulina la lnea de la superficie del agua, as como los puntos correspondientes a

la lmpara

donde la luz toca el agua al entrar

donde se ilumina el espejo

donde la luz sale del agua

donde se capta la luz, al salir del agua, en la cartulina.

Une las lneas y analiza la trayectoria:

1. Rayo que entra el agua y toca el espejo. Marca la normal y mide los ngulos del rayo incidente y del rayo que toca el espejo.

2. Rayo en el agua que toca el espejo y se refleja. Marca la normal y mide los ngulos del rayo incidente y reflejado.

3. Rayo que se sale del espejo y del agua y llega a la cartulina. Marca la normal y mide ambos ngulos.

Analiza:

Qu ocurri con la trayectoria de la luz al entrar al agua?

El rayo que entr al agua, se acerca o se aleja de la normal?

Qu ocurri con la trayectoria de la luz al salir del agua?

El rayo que sale del agua, se acerca o se aleja de la normal?

Cules son los dos medios que atraviesa la luz?

Qu ocurre con la luz al atravesar otro medio?

ANEXO 7

Refraccin

Imagina que quitas el eje trasero, junto con sus ruedas, de un viejo carrito de juguete y lo pones a rodar en una acera con una pendiente suave hacia debajo de manera que pase despus a una parte de csped bien cortado; vers que rueda ms despacio sobre el csped a causa de la interaccin de las ruedas con el pasto. Si haces que ruede con cierto ngulo, como se muestra en la figura 29.13, se desviar de su trayectoria en lnea recta. En la ilustracin se muestra la direccin del eje con las ruedas. Observa que la rueda que llega antes al csped es la primera en perder rapidez porque interacta con el pasto mientras la rueda opuesta gira todava sobre el pavimento. El eje vira y la trayectoria se inclina hacia la normal (la lnea punteada delgada perpendicular al lmite entre el csped y el pavimento). Despus, el eje contina cruzando el csped en lnea recta con menor rapidez.

Hewitt, Paul G. (199)), Fsica conceptual. Tercera edicin, Mxico, Addison Wesley Longman, pg. 450.

Figura. 29.13. La direccin de las ruedas cambia cuando una de ellas se desacelera antes que la otra

ANEXO 8. Actividad de Lpiz y papel de ECAMM

Refraccin.

(Archivo EXCEL: SnellMove.xls)

En esta actividad investigaremos el fenmeno de la refraccin. El programa usado tambin

proporciona datos de la intensidad del rayo reflejado y del rayo refractado.

Abre el archivo de Excel SnellMove.xls. Vers en la pantalla las tres cantidades

siguientes, las cules se pueden variar con sus respectivos controles:

ngulo de incidencia: 30.0

ndice de refraccin (arriba): 1 (aire)

ndice de refraccin (abajo): 1.5 (vidrio)

Con estos valores, el programa calcula el:

ngulo de refraccin: 19.5

Tambin puedes observar en la pantalla un cuadro dividido en dos por una lnea horizontal

azul. Arriba de ella tienes un medio y debajo de ella tienes el otro. Por el medio de arriba se

lanza un rayo llamado de incidencia (rayo amarillo slido). ste choca en la frontera entre

los dos medios (lnea azul) y parte de l se refleja (rayo amarillo punteado) y parte se

interna en el segundo medio y se refracta (rayo verde punteado).

En la parte derecha de la pantalla aparece otra grfica y otro dato de los cuales hablaremos

ms adelante.

Vara con su control correspondiente el ngulo del rayo de incidencia y observa los otros

dos rayos. Cmo es el ngulo del rayo reflejado, mayor, menor o igual al de incidencia?

______________________________ Siempre? __________________________________

Cmo es el ngulo del rayo refractado, mayor, menor o igual al de incidencia?

______________________________ Siempre? __________________________________

Toma datos para el ngulo de refraccin para cada uno de los ngulos de incidencia dados

en la tabla siguiente:

ngulo de

incidencia:

ngulo de

refraccin:

15

30

45

60

75

Qu puedes concluir de esta tabla? ____________________________________________

_________________________________________________________________________

Cul es el ngulo de refraccin para un ngulo de incidencia de 0? _________________

Cul es el ngulo de refraccin para un ngulo de incidencia de 90? ________________

Este ngulo es muy importante ya que es el ngulo de refraccin mximo posible entre

estos dos medios.

Fija ahora el ngulo de incidencia en 30. Aumenta el ndice de refraccin del medio de

abajo y observa el rayo refractado.

Qu le pasa al ngulo de este rayo al aumentar este ndice? ________________________

Cul es el ngulo del rayo refractado para un valo r de 1 de este ndice (igual al ndice del

medio de arriba)? _____________________ Explica por qu: _______________________

_________________________________________________________________________

Invierte ahora los ndice de refraccin de los dos medios para que tengas vid rio arriba y aire

abajo. Es decir, usa los siguientes valores:

ndice de refraccin (arriba): 1.5 (vidrio)

ndice de refraccin (abajo): 1 (aire)

Toma datos para el ngulo de refraccin para cada uno de los ngulos de incidencia dados

en la tabla siguiente:

ngulo de

incidencia:

ngulo de

refraccin:

10

20

30

40Cmo es el ngulo de refraccin, mayor, menor o igual al de incidencia?

________________________________ Siempre? _______________________________

Comenzando con un ngulo de incidencia de 35, aumenta este valor de un grado en un

grado y observa con detenimiento el rayo refractado.

Para qu ngulo de incidencia el rayo refractado desaparece? ______________________

(a ste fenmeno se le conoce como reflexin interna total). Compara este valor con el

ngulo de refraccin mximo posible obtenido arriba.

Puedes explicar por qu son iguales? __________________________________________

_________________________________________________________________________

Disctelo con tu profesor al final de la actividad.

De acuerdo a los resultados de esta actividad y generalizando,

En cules casos el ngulo de refraccin ser menor que el de incidencia?

_________________________________________________________________________

En cules casos el ngulo de refraccin ser mayor que el de incidencia? ______________

_________________________________________________________________________

Regresa a los valores iniciales del programa, es decir:

ngulo de incidencia: 30.0

ndice de refraccin (arriba): 1 (aire)

ndice de refraccin (abajo): 1.5 (se ir variando)

Observa la grfica de la derecha que te muestra la intensidad relativa del rayo de incidencia

(amarillo), del rayo refractado (verde) y del rayo (amarilla con rayas). El valor del

Porcentaje del rayo reflejado se da arriba de esta grfica.

Cul es el porcentaje del rayo reflejado? _______________ Cul es el porcentaje del

rayo refractado? ___________ (sugerencia: estos dos valores deben sumar siempre 100%).

Ahora vara el ndice de refraccin del medio de abajo con los valores que seala la tabla

siguiente, para tomar datos de estos dos porcentajes:

ndice de

refraccin (abajo)

Porcentaje del

rayo reflejado:

Porcentaje del

rayo refractado:1

1.5

3.5%

96.5%

2

2.5

3

De acuerdo a estos valores, qu puedes concluir? _________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

Discute lo anterior con toda tu grupo.

ANEXO 9

Color por reflexin

El color de la mayora de los objetos que te rodean se debe a la manera con que stos reflejan la luz. La luz se refleja en los objetos de forma similar a la reflexin del sonido en un diapasn que vibra por influencia de otro diapasn cercano en movimiento. Un diapasn puede vibrar aun cuando las frecuencias no coincidan, aunque en este caso la amplitud de vibracin es mucho menor. Lo mismo ocurre con los tomos y las molculas. Podemos considerar los tomos y las molculas como diapasones tridimensionales con electrones que se comportan como diminutos osciladores que giran en rbita alrededor de los ncleos. Las vibraciones de las ondas electromagnticas (como la luz) pueden obligar a los electrones a entrar temporalmente en rbitas ms grandes. Al igual que los diapasones acsticos, una vez excitados los electrones emiten sus propias ondas de energa en todas direcciones.

Los diferentes materiales tienen distintas frecuencias naturales de absorcin y emisin de radiacin. En un material, los electrones oscilan sin dificultad a ciertas frecuencias; en un material distinto, oscilan fcilmente a frecuencias diferentes. La luz se absorbe a las frecuencias resonantes cuando la amplitud de las oscilaciones es grande. Pero a frecuencias mayores y menores que las frecuencias resonantes, los tomos reemiten la luz. Si el material es transparente, la luz reemitida lo atraviesa: si es opaco, la luz regresa al medio del cual provino. Decimos que se produce una reflexin.

La mayor parte de los materiales absorben luz de ciertas frecuencias y reflejan el resto. Por ejemplo, si un material absorbe luz de la mayora de las frecuencias visibles y refleja la roja, el material se ve rojo. Si el material refleja la luz de todas las frecuencias visibles, como la parte blanca de esta pgina, ser del mismo color que la luz que la ilumina. Si un material absorbe toda la luz que incide en l, entonces no refleja luz y se ve negro.

Hewitt, Paul G. (199)), Fsica conceptual. Tercera edicin, Mxico, Addison Wesley Longman,

ANEXO 10

Actividad prctica: Arco iris


Material: Dos espejos

Una charola plstica

Hoja de papel blanco y cinta adhesiva

Una ventana por la que entre la luz del sol

Agua

Procedimiento:

Colocar un espejo dentro de una cubeta de plstico llena de agua. Poner el dispositivo frente a una ventana por la que entre el sol. Pegar una hoja de papel blanco en la pared. Colocar el segundo espejo en forma horizontal junto al primero, formando un ngulo obtuso. Poco a poco, disminuir el ngulo entre los dos espejos hasta obtener el reflejo de luces de colores en la pared

Analiza: Qu colores observas?

En qu orden?

Qu fenmeno natural presenta una situacin semejante?

Qu ocurre con la luz al entrar y salir del agua?

Qu sucede con la luz al incidir en los espejos?

Sin mirar la luz del sol, ni aun la reflejada en el espejo, trata de identificar la trayectoria de la luz del sol desde que entra al agua hasta que se refleja en la hoja blanca.

De dnde provienen las luces que se observan en la hoja blanca?

A qu atribuyes que las luces que se observan en la hoja blanca se encuentren dispuestas en un orden determinado?

ANEXO 11

(

Cmo preparar los espejosSi usas soportes para los espejos podrs tener las manos libres pues con ellos los reflejos se mantienen fijos. Los soportes se hacen de cartn rgido delgado que se consigue en las papeleras grandes. Al final de esta pgina hay una conexin a otra en donde hay un dibujo a tamao natural para que lo imprimas y lo calques sobre el cartn para recortar los soportes.

Puedes hacer dos, tres o cuatro soportes con sus espejos.

La lengeta debe entrar muy justa en la ranura para que no se deslice sola y el soporte se mantenga firme.Segn la longitud de la lengeta que se introduzca en la ranura se grada el ngulo de inclinacin del espejo.

Los espejos se pegan al cartn con cinta o pegamento blanco.

Cuando compres los espejos en la vidriera pide que les quiten el filo de los bordes.

Los cuadros transparentes son de acetato de colores que se compra en una papelera grande. Tambin puedes usar papel celofn de colores.Las piezas cuadradas aqu ilustradas son de 8 cm de lado.Los cuadros de colores se pegan con cinta en los bordes. Es bueno tener varios cuadros de cada color para encimarlos sobre un mismo espejo y as variar la intensidad de la luz de un color.

Dibujo del soporte para que lo imprimas y lo uses como patrn para recortar la cartulina (Archivo adjunto Patrn 05)

Lo debes imprimir en una hoja tamao oficio

El patrn completo mide 32cm de longitud y 8cm de ancho

ANEXO 12

Rendijas de luz

Material:

Dos cuadros de cartulina negra de 10x 10 cm aproximadamente

Una placa de vidrio (de 10 cm x 10 cm, aproximadamente (ahumado)

Navaja

Alfiler o aguja

Un lmpara

Una hoja blanca

Procedimiento:

En el cuadro de cartulina negra, hacer una ranura rectangular.

Suponer la sombra que se formar al pasar la luz de una lmpara a travs de la ranura. Realizar la actividad y contestar:

A qu se debe la regin de luz y sombra formados?

En el cuadro de cartulina hacer dos ranuras paralelas lo ms delgado y cercano posible, por ejemplo, a 5 mm de distancia. En la placa de vidrio, marcar con el filo de la navaja dos lneas paralelas muy cercanas. Anotar lo que supones puede ocurrir en el siguiente caso:

Si se hiciera pasar la luz de la lmpara a travs de las ranuras o marcas,como se observa en la siguiente imagen:

Qu figura(s) se formara(n) en la pantalla? Por qu?

Realizar la actividad planteada. Observa la luz en la pantalla, ocurri lo que suponas?

Las regiones de luz y de sombra coinciden con la forma de las ranuras?

ANEXO 13

El espectro de los colores

Isaac Newton fue el primero en llevar a cabo un estudio sistemtico del color. Haciendo pasar un haz angosto de luz solar por un prisma triangular de vidrio. Newton demostr que la luz del Sol es una mezcla de todos los colores del arco iris. El prisma proyectaba la luz del Sol como una mancha alargada de colores en una hoja de papel blanco. Newton llam espectro a esta banda de colores y advirti que estaban ordenados como sigue: rojo, naranja, amarillo, verde, azul y violeta.

La luz solar es un ejemplo de lo que llamamos luz blanca. Bajo la luz blanca los objetos blancos se ven blancos y los objetos de color se ven cada uno del color correspondiente. Newton mostr que los colores del espectro no eran una propiedad del prisma, sino de la luz blanca misma; esto lo demostr combinando de nuevo los colores por medio de un segundo prisma para obtener luz blanca. En otras palabras, al superponerse todos los colores se combinan para producir luz blanca. En trminos estrictos, la luz blanca no es un color, sino la combinacin de todos los colores.

Anlogamente, el negro no es un coloro propiamente dicho, sino la ausencia de luz. Los objetos se ven negros cuando absorben todas las frecuencias de la luz visible. El holln es un muy buen absorbente de la luz y se ve muy negro. El acabado mate del terciopelo negro es tambin un excelente absorbente.

Los objetos negros que puedes ver no absorben toda la luz que incide en ellos; siempre se refleja un poco de ella en la superficie. De lo contrario no podramos verlos.

Ondas electromagnticas

La luz es energa emitida por cargas elctricas aceleradas, en muchos casos por electrones en el interior de los tomos. Esta energa se propaga en una onda que es en parte elctrica y en parte magntica.

Esta onda es una onda electromagntica. La luz visible es una porcin pequea de una amplia familia de ondas electromagnticas que incluye formas tan conocidas como las ondas de radio, las miocroondas y los rayos X. La gama de las ondas electromagnticas o espectro electromagntico, como se le llama se muestra en la figura.

Figura. El espectro electromagntico es una gama continua de ondas que va desde las ondas de radio hasta los rayos gamma. Los nombres descriptivos de las diferentes secciones no son ms que una clasificacin histrica, porque todas estas ondas son de la misma naturaleza y difieren principalmente en cuanto a frecuencia y longitud de onda; todas tienen la misma rapidez.

La luz de menor frecuencia que podemos ver es la de color rojo. Las frecuencias visibles ms altas casi duplican la frecuencia del rojo y corresponden al color violeta. Las ondas electromagnticas cuya frecuencia es menor que la de la luz visible roja se llaman infrarrojas. Las lmparas de calor emiten ondas infrarrojas. Las ondas electromagnticas cuya frecuencia es mayor que la de la luz violeta se llaman ultravioleta. Estas ondas de frecuencia ms elevada son las causantes de las quemaduras de Sol.

Hewitt, Paul G., Fsica Conceptual, tercera edicin, Mxico, Adisson Wesley Longman, 1999, pg. 410.

ANEXO 14

ANEXO 15

PROGRAMA: LUZ, LENTES Y LSER.

El video en el aula. Usos didcticos de la videoteca escolar. Segundo acervo. Educacin Secundarias, Mxico, SE), 1999.

Fsica elemental

Duracin 23 minutos

Num b/FE/02

Sinopsis. Este programa muestra el espectro electromagntico en forma breve; se comentan algunas zonas como: infrarrojo, ultravioleta, rayos X, rayos gamma, luz visible. Asimismo, se muestran algunos efectos y aplicaciones de las radiaciones.

Tambin se hace referencia a la bioluminiscencia de algunos animales marinos.

Se analizan las caractersticas de la reflexin y refraccin de la luz., los ndices de refraccin y caractersticas de los espejos esfricos., las lentes cncavas y convexas y las del color. Todo lo anterior se relaciona con el funcionamiento del ojo y de la fibra ptica. Finalmente, se analizan las caractersticas del rayo lser y sus aplicaciones

ANEXO 16El descubrimiento de la luz infrarroja

(http://www.spitzer.caltech.edu/espanol/edu/ir/discovery.html)

Sir Frederick William Herschel (1738-1822) naci en Hannover, Alemania, y fue conocido como msico y como astrnomo.

En el ao 1800, Herschel hizo un descubrimiento muy importante. Estaba interesado en aprender cunto calor pasaba travs de los filtros coloreados con los que observaba el sol, ya que haba notado que la cantidad de calor que transmitan dependa del color. Herschel pens que los colores en s podran filtrar distintas cantidades de calor, por lo que dise un experimento muy original para comprobar su hiptesis.

Herschel hizo pasar luz solar a travs de un prisma de cristal para generar un espectro: el arco iris, el cual se forma cuando la luz se divide en los colores que la componen. Luego midi la temperatura de cada color. Para ello Herschel utiliz tres termmetros con bulbos ennegrecidos para absorber mejor el calor. Coloc un bulbo en cada color, mientras que otros dos fueron colocados fuera del espectro, como muestras de control. Al medir las temperaturas de la luz violeta, azul, verde, amarilla, naranja y roja, not que cada color tena una temperatura mayor que los termmetros de control, y que la temperatura de los colores del espectro aumentaba al ir del violeta al rojo.

Despus de realizar ese experimento, Herschel decidi medir la temperatura en una zona ubicada un poco ms all de la luz roja del espectro, al parecer desprovista de luz. Para su sorpresa, descubri que esta regin tena la temperatura ms alta de todas.

Herschel hizo otros experimentos con lo que llam rayos calorficos, que existan ms all de la regin roja del espectro. Encontr que eran reflejados, refractados, absorbidos y transmitidos igual que la luz visible. Sir William haba descubierto una forma de luz o radiacin ubicada ms all de la luz roja. Estos rayos calorficos fueron posteriormente denominados rayos infrarrojos o radiacin infrarroja (el prefijo infra significa debajo). El experimento de Herschel es importante no slo porque condujo al descubrimiento de los rayos infrarrojos, sino tambin porque fue la primera vez que se demostr que haba formas de luz imposibles de percibir con nuestros propios ojos. El prisma y el espejo originales de Herschel se exhiben en el Museo Nacional de Ciencias e Industrias de Londres, Inglaterra.

Subtema

3.3 Y se hizo la luz Las ondas electromagnticas

Experiencias alrededor de la luz. Reflexin y refraccin

Emisin de ondas electromagnticas

Espectro luminoso

La luz como onda electromagntica

Propagacin de las ondas electromagnticas

El arco iris

Tema

3. Los fenmenos electromagnticos.

Bloque IV. Manifestaciones de la estructura interna de la materia.

SECUENCIAS DIDCTICAS

Y se hizo la luz! Las ondas electromagnticas

EMBED MSPhotoEd.3

EMBED MSPhotoEd.3

Driver, Rosalind et al. (2000) , Captulo 17. La luz, en Dando sentido a la ciencia en secundaria. Investigaciones sobre las ideas de los nios, Mxico, Visor/SEP (Biblioteca para la actualizacin del maestro), p. 169 173.

Rosalind Driver, Edith Guesne y Andre Tiberghien (1996). Ideas cientficas en la infancia y la adolescencia, 3. Edicin, Madrid, Morata, pgs. 55 59.

Currculo en lnea ( HYPERLINK "http://www.reformasecundaria.sep.gob.mx/ciencia_tecnologia/index.html" http://www.reformasecundaria.sep.gob.mx/ciencia_tecnologia/index.html), programa de Ciencias II, seccin Recursos didcticos.

El video en el aula. Usos didcticos de la videoteca escolar. Segundo acervo. Educacin secundaria, Mxico, SEP, 199.

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