EL COLOR FANTASMA

Uno de los fenómenos ópticos relacionados con el color es el de las postimagenes, las células fotosensibles del ojo quedan inactivas a causa de la longitud de onda y la cantidad de luz que inunda la retina, cuando se mira una zona neutra aparece el color complementario al de la forma que se observó segundos antes.

Este fenómeno óptico es una excelente experiencia para estudiar el la luz , el color y la manera como lo percibe el cerebro, se pueden diseñar tarjetas con formas y colores que permitan abordar la practica.

Se fijara la mirada en el centro de la figura(20 seg aprox), luego se mira el centro del color neutro durante unos segundos hasta que aparezca el color fantasma, que será el opuesto complementario de el color antes observado.

Un espectrómetro óptico o espectroscopio

Es un instrumento adecuado para descomponer la luz en su espectro, por medio de un retículo de difracción o de un prisma, adecuado para medir las propiedades de la luz en una determinada porción del espectro electromagnético. Se utilizan espectrómetros para producir líneas espectrales y medir sus longitudes de onda e intensidades. Cuando se calienta un material hasta la incandescencia emite una luz cuyo espectro depende de la configuración atómica del material. Cada grupo de frecuencias de luz hace aparecer bandas claramente definidas en la escala que son su huella característica (algo así como las huellas digitales de los humanos).

Se puede construir un espectroscopio casero:

Cómo construir un espectroscopio de reflexión

Material : Una cartulina de color negro, cinta aislante de color negro, unas tijeras, bisturí, un CD-R virgen, un lápiz, una regla , escuadra, pegamento.

Procedimiento

• Dibuja sobre la cartulina el esquema del espectroscopio que aparece en la figura 1, respetando las dimensiones (cotas en mm).

• Recorta con una tijera el contorno exterior del espectroscopio, siguiendo la línea continua de color negro de la figura 2.

• Con un bisturí recorta la ventana de dimensiones 20 x 6 mm (ventana de visión)de la figura 2.

• Con un bisturí, haz un corte de espesor no superior a 0.5 mm sobre las líneas de color azul de la figura 2.

• Dobla la figura, siguiendo las líneas de trazos. Se formará una caja.

• Con unas gotas de pegamento, une las solapas a los correspondientes laterales de la caja, de tal forma que las solapas queden hacia el interior de la misma.

• Tapa todas las aristas de la caja con cinta aislante negra, para que no entre luz en su interior a través de ellas.

• Introduce un CD-R virgen por la rendija de mayor tamaño que has cortado con el bisturí,

• Empuja con cuidado hasta que el CD encaje en la parte interior de la arista de la caja que está más próxima a la rendija de menor tamaño que has cortado con el bisturí (rendija de entrada de luz).

• Cuando el CD esté encajado, coloca unas pequeñas tiras de cinta aislante en los laterales de la rendija por la que has introducido el CD, para evitar que éste se caiga al dar la vuelta a la caja. Puedes encontrar un esquema del espectroscopio montado en la figura 3.

Uso del espectroscopio• Coloca la caja de tal forma que la rendija de entrada de luz quede en la parte superior de la misma y la parte que sobresale del CD en la parte inferior.• Sitúate de tal forma que la luz que quieres observar pueda entrar por la rendija superior.• Mira a través de la ventana de visión. Podrás observar cómo la luz que penetra en la caja a través de la rendija de entrada se divide en sus diferentes componentes:• Si te encuentras en un espacio abierto y dejas entrar luz de día, observarás un espectro continuo de colores.• Si miras la luz procedente de una bombilla de incandescencia, observarás también el espectro continuo.Si observas un tubo fluorescente, te puedes llevar una grata sorpresa. Los tubos que proporcionan “luz de día” presentan, además del espectro continuo, unas líneas de mayor intensidad, que se deben a transiciones entre niveles electrónicos de los átomos que forman parte del material fluorescente que convierte luz ultravioleta (procedente de las excitaciones de los átomos del vapor de mercurio que rellenan el tubo) en luz visible. También es posible observar alguna línea correspondiente al espectro de emisión del mercurio. En otros tipos de tubos, el espectro continuo puede llegar a desaparecer por continuo y sólo son visibles un reducido número de bandas de color. o Prueba también a observar otros tipos de lámparas (de vapor de sodio, halógenas, de vapor de mercurio a alta presión). Cada una de ellasproporciona un espectro característico. • JCE Classroom Activity: “CD light: An Introduction to Spectroscopy”. J. Chem.

Ed. 75, 12, 1568A-1568B

Tubo fluorescente, con un espectro continuo con líneas de emisión

Bombilla normal, con espectro continuo

Bombilla halógena de bajo consumo,con espectro con líneas de emisión

Televisor, con un espectro con líneas de absorción

Pantalla de computador con fondo blanco,con un espectro con líneas de emisión

Farola de vapor de sodio, con espectrocon líneas de emisión

http://frav.escet.urjc.es/aserranos/taller_de_astronomia/astroutilidades/espectroscopio/

PRECAUCIÓN: NO INTENTAR OBSERVAR El ESPECTRO DEL SOL DIRECTAMENTE

Disco de Newton

Al hacer girar rápidamente este círculo, la retina recibe simultáneamente la sensación de los siete colores del espectro, y el disco aparece blanco. Con este instrumento se demuestra que la luz blanca puede ser recompuesta a partir de sus elementos simples.

La maleta puede llevar un modelo de disco de Newton .

Una actividad sugerida es la construcción de Un disco de Newton que gire como un trompo.

Suma de colores

Funcionamiento: Al hacer girar cada uno de los discos que tienen un gráfico con 12 divisiones radiales de dos colores primarios pigmento o substractivos (rojo, amarillo y azul) intercalados, describen un movimiento circular sobre su eje formando un color secundario. Y al hacer girar el disco que tiene un gráfico con 9 divisiones radiales de los tres colores primarios aditivos (cian, magenta y amarillo), en tonalidad pastel, intercalados; describe un movimiento circular sobre su eje formando el color blanco. Para observar este fenómeno es necesario colocar el disco deseado en el lanzador y tirar de la jaladera para hacer girar el eje del disco en cuestión.

El objetivo de esta actividad es el ejemplificar algunas de las combinaciones de los colores luz, las cuales, se definen como de suma de color.

La reflexión

Cuando la luz incide sobre un cuerpo, éste la devuelve al medio en mayor o menor proporción según sus propias características. Este fenómeno se llama reflexión y gracias a él podemos ver las cosas. No todos los cuerpos se comportan de la misma manera frente a la luz que les llega. Por ejemplo, en algunos cuerpos como los espejos o los metales pulidos podemos ver nuestra imagen pero no podemos "mirarnos" en una hoja de papel.

Espejos planos con bisagraSe coloca una bisagra a un par de

espejos para apreciar el fenómeno físico de reflexión “N” número de veces del objeto dispuesto entre ambos espejos.Funcionamiento: Al disponer un objeto entre ambos espejos se apreciará el fenómeno físico de reflexión “N” número de veces de éste, de acuerdo, al ángulo en que éstos se dispongan.

Superficies plásticas de diferentes cualidades ópticasPara el reconocimiento de diferentes cualidades ópticas de las superficies se proponen cinco tipos de laminados plásticos: el transparente, el transparente de color, el translúcido, el opaco y el espejo, con el objetivo de que los niños identifiquen la característica de cada uno en función de la cantidad de luz que dejan pasar, que reconozcan y diferencien las características de cada superficie, como: la transparencia, la opacidad y la reflectancia.

El prisma

Es pertinente que la maleta lleve un prisma para mostrar la descomposición de la luz. Para ello se hace pasar por él, en una habitación oscura, un haz de luz blanca y se observa en la pared o en una pantalla el resultado, que será una banda en el que aparecen los colores que componen la luz blanca y que constituyen su espectro: violeta, azul, verde, amarillo, anaranjado y rojo. Este hecho es debido a que cada color, al tener una frecuencia diferente, presenta un índice de refracción característico que hace que se desvíe con un ángulo distinto al atravesar las caras del prisma, resultando que cada uno ocupa una posición."

Una interesante actividad de clase Es crear un prima, utilizando una Cubeta, agua, un espejo y una hoja De papel blanco.

El caleidoscopio

es un tubo que contiene tres espejos, que forman un prisma tetraédrico con su parte reflectante hacia el

interior, al extremo de los cuales se encuentran dos láminas traslucidas entre las cuales hay varios objetos de color y forma diferente, cuyas imágenes se ven multiplicadas simétricamente al ir girando el tubo mientras se mira por el extremo opuesto. Dichos espejos pueden estar dispuestos a distintos ángulos. A 45º de cada uno, se generan ocho imágenes duplicadas. A 60º se observan seis duplicados y a 90º cuatro. Aunque lo más común es que lleve 3 espejos, también puede construirse un caleidoscopio con dos, o más de tres espejos para distintos tipos de efectos.

Se pueden estudiar el fenómeno de la reflexión especular, la forma y el color.

Es posible crear un caleidoscopio de forma sencilla utilizando materiales de desecho:

Elementos necesarios:

• Dos Discos Compactos (CD) desechados, en buen estado. O también se pueden usar tres tiras de vidrio cortadas del mismo tamaño. Las tres deben ser tiras rectangulares exactamente iguales.

• Cinta adhesiva.

• Un tubo (PVC, cartón)

• Tijeras .

• Cartulina para hacer la tapa del visor.

• Acetato tranparente.

• Cuentas de vidrio o de plástico.

Instrucciones de fabricación:

• Cortar tres figuras rectangulares, lo más grande posible, de dos CDs. Del primero te saldrán dos piezas. Se puede necesitar ayuda de un adulto. Se requiere de tijeras grandes y fuertes.

(Es necesario que la película plateada no se desprenda)

• Hacer un prisma triangular con las tres piezas y sujetarlas con cinta adhesiva. Las caras más brillantes debe quedar hacia adentro.

• Introducir el prisma de espejos o piezas de CD dentro del tubo de cartón. Si el tubo es muy grande, (se puede forrar el caleidoscopio con esponja, u otro material que le aumente el diámetro y lo haga quedar firme dentro del tubo).

• En uno de los extremos del tobo se colocaran dos acetatos transparentes y entre ellos cuentas de colores se sella con cinta, por el otro extremo se coloca el visor , puede ser una tapa con un agujero o cartulina negra con una perforación

(Se debe tomar la medida del tubo para que las tiras de acetato del CDcoincidan con el espacio interior.)

EL PERISCOPIO:

En su forma sencilla es un tubo con un juego de espejos en los extremos, paralelos y en un ángulo de 45º respecto a la línea que los une. Es un instrumento para la observación desde una posición oculta. Se puede usar para ver sobre la cabeza de la gente en una multitud.

Construir un periscopio

• Una caja larga y estrecha. Se puede construir con material de desecho, las dimensiones dependen del tamaño de los espejos, la longitud puede variar según la intención personal.

• 2 pequeños espejos.

• Un bisturí, tijeras, regla, escuadra.

• Un marcador.

• Cinta pegante o pegamento

Los espejos se deben ubicar en un ángulo de 45º

(También trabaja el fenómeno de reflexión)

La cámara oscura

Es un instrumento óptico que permite obtener una proyección plana de una imagen externa sobre la zona interior de su superficie. Constituyó uno de los dispositivos ancestrales que condujeron al desarrollo de la fotografía. Los aparatos fotográficos actuales heredaron la palabra cámara de las antiguas cámaras oscuras.

Fue utilizada antiguamente como ayuda para el dibujo. La imagen, proyectada sobre papel u otro soporte, podía servir de pauta para dibujar sobre ella. Posteriormente, cuando se descubrieron los materiales fotosensibles, la cámara oscura se convirtió en cámara fotográfica .

• Como hacer una cámara oscura estenopeica:

Materiales

-Cartón para fabricar una caja(tamaño opcional)

- Cinta adhesiva (de preferencia negra)- Papel albánene (tamaño carta)- 1 alfiler- Pintura acrílica negra- 1 lámina delgada (aluminio para hornear, lámina que cubre las latas de leche en polvo o lamina de bebida gaseosa en lata)

1) Haz un hueco en una de las caras de la caja con un margen de 2 cm por lado

2) En la otra cara haz un hueco justo en el centro que mida 2x2 cms

3) Corta una laminilla un poco mayor que la abertura y pégala por dentro de la caja con cinta adhesiva.

• 4) Haz un orificio con el alfiler en el centro de la lámina.

• 5) Pinta de negro el interior de la caja, incluyendo el interior de la tapa y déjala secar.

• 6) Cubre el hueco del paso 1 con papel albanene.

• 7) Cierra totalmente la caja asegurándote que no entre luz por ningún lado.

Los rayos de luz que pasan a través de un pequeño orificio reproducen en el interior de cualquier caja oscura imágenes invertidas del exterior

La maleta puede llevar una cámara oscura con lente y pantalla de acetato esmerilado,la cámara puede ser desarmable para ahorrar espacio en la maleta

Colócate frente al papel albanene y verás la imagen reflejada en forma invertida. Para que sea más visible cúbrete con una tela negra.

Visión estereoscópica

Depende de los mecanismos propios del sistema visual que permiten construir la percepción de profundidad a partir del llamado desplazamiento lateral de las dos imágenes retínales llamada disparidad binocular y se refiere al hecho de que los ojos están separados entre si por unos centímetros, si cada ojo fija la mirada en el mismo objeto, cada uno tiene un escorzo y por eso no están viendo lo mismo.

La idea básica de las imágenes estereoscópicas es que partiendo de dos imágenes desde el mismo punto de vista, pero con una pequeña diferencia de ángulo entre ellas, el cerebro se encarga de unir esas dos imágenes, formando una sola que es la que nos produce la visión tridimensional.

Imágenes estereoscópicas

El estereoscopio servirá para explicarla percepción de la profundidad, también se pueden desarrollar experiencias de luzy sombra con objetos que muestren comose percibe el volumen. Se pueden ejecutaractividades relacionadas con geografía y paisajismo , con una cámara digital se pueden hacer imágenes del entornoinmediato logrando efectos estereoscópicos,solo hay que cambiar la posición de la cámarapara cada toma.

Construcción de un estereoscopio

Madera aglomerada de 10 mm de espesor encolando entre sí las piezas A y B (figura 3), aunque también se puede utilizar madera contrachapada de igual espesor. Los soportes centrales para los dos espejos pequeños son listones de 45x10 mm

En una de las piezas frontales B se ha realizado un rebaje en de la parte central del borde superior (señalado con una línea de puntos en el croquis de montaje) para hacer más cómoda la posición del rostro. En el otro frente B se ha hecho también un rebaje de 18 mm, pero ahora en su parte inferior con la finalidad de reducir su área y mejorar la llegada de luz a la zona de trabajo.

Los espejos mayores miden 145x120 mm y 3 mm de espesor, el mínimo encontrado en el comercio. Los pequeños son de bolsillo, adquiridos en una perfumería por menos de 100 pts. cada uno.

También se pueden hacer estereoscopios con lentes similares a los de las imágenes a y b

a

b

(Ver modelo de estereoscopio de la sala Galileo del museo de la U de A)

Estereoscopio de bolsillo

• Zootropo, máquina compuesta por un tambor circular con unos cortes, a través de los cuales mira el espectador para que los dibujos dispuestos en tiras sobre el tambor, al girar, aparezcan en movimiento.

Se puede diseñar un Zootropo o un disco de fenaquistiscopio

Calca el modelo 1 sobre una cartulina delgada.•Recórtalo teniendo cuidado de que queden iguales los siete huecos o ventanillas. •Pinta la cartulina de color oscuro o negro. •Forma un cilindro con la cartulina pegando los extremos y dobla los dientes hacia adentro (figura 1). •Recorta en un cartón un poco más grueso dos discos del tamaño del modelo 2. •Haz un pequeño agujero en el centro del primer disco (anaranjado) y pega éste sobre los dientes menores del cilindro (anaranjados), dejando sin pegar los dientes exteriores (figura 2).•Haz un agujero un poco más grande en el centro del segundo disco y pégalo sobre los otros dientes (figura 3). •Sobre una tira de papel o cartulina delgada puedes dibujar tiras similares a las que hay abajo como ejemplo, teniendo cuidado de que el fondo sea siempre de color oscuro o negro y las figuras blancas o muy claras.

•Coloca la tira en torno al fondo del cilindro de modo que cada figura esté debajo de una ventanilla.

•Toma una aguja de tejer que entre muy fácilmente por el agujero del primer disco y coloca su punta en el agujero del disco interior, sin atravesarlo completamente. Da vuelta con el dedo al ZOOTROPO y mira por las ventanillas. Parece que las figuras se mueven.

•Recorta un círculo de cartón de un lado dibujas una jaula y del otro un pájaro.

•Conviene pintar el fondo negro o de color oscuro, y las figuras blancas o de color muy claro.

•Haz cuatro perforaciones como te lo indica la figura.

•Fija de cada lado un hilo fuerte.

•Retorciendo los hilos y luego estirándolos, el cartón gira con rapidez; lo que hace que veamos los dos dibujos superpuestos, creando la ilusión de que el pájaro se encuentra enjaulado. Esto se debe a que todavía tienes en tus ojos la imagen de la jaula cuando pasa enfrente la del pájaro