EXPERIMENTOS ESCOLARES QUE APOYAN EL MODELO ONDULATORIO DE LA LUZ

 
     
  Luz y colores  
     
 

 

Ya se ha dicho que Young explicó la dispersión de la luz, como aplicación del modelo ondulatorio. Por otra parte, en el tema sobre la luz y la visión se explica el fundamento de la visión tri-cromática que poseen la mayoría de los humanos, y que este mecanismo de visión abarca todas las tonalidades del arco iris, permitiendo al ojo distinguir hasta 20 millones de colores distintos.

En relación con estos conceptos, los alumnos pueden realizar en el laboratorio un conjunto amplio de experimentos. Haz clic encima de la fotografía adjunta para ver algunos de ellos experimentos.

 
     
  Amortiguación y absorción de la luz  
     
 
 

Como se acaba de comentar en la página anterior, al ir aumentando la distancia a la fuente emisora debe disminuir la intensidad de la luz. Usando un sensor de luz, los alumnos de 2º Bachillerato realizan varios experimentos destinados a medir el decaimiento de la intensidad luminosa. Utilizan bombillas de diversos tipos (tradicional, halógena) como fuentes emisoras y montajes experimentales que permiten diferenciar la amortiguación de la absorción de luz por la atmósfera. Realizamos experimentos similares en cursos de formación docente.

Haz clic encima de la figura para ver los detalles de estos experimentos.

 
     
 

El estudio del decaimiento de la intensidad luminosa causado por la absorción tienen un interés particular en el caso de luz ultravioleta (UV). Como se sabe, el Sol es un emisor natural de luz UV para la Tierra. Dependiendo del rango de longitudes de onda, la luz UV se denomina UVA (400-315 nm), UVB (315-280 nm) y UVC (280-100 nm). Los tipos UVB y UVC son los más peligrosos para los seres vivos, pero, afortunadamente, de toda la radiación UV procedente del Sol que llega a la superficie de la Tierra, el 99% es UVA, porque que los tipos UVB y UBC son absorbidos rápidamente por la capa de ozono. Aún así, la radiación menos perjudicial (UVA) también es dañina si excede de una determinada dosis. Por ello es interesante evaluar el índice de emisión de radiación UV (y la rapidez con que decae su intensidad) de fuentes artificiales habituales, como bombillas, tubos fluorescentes, etc.

 
     
 

 

En el IES "Sixto Marco" de Elche, un grupo de alumnos de 2º Bachillerato, dirigidos por el profesor Vicent Soler, han medido la intensidad de la radiación UVA emitida por varios tipos de bombilla (incandescente, bajo consumo,..). Han comprobado que la bombilla incandescente tradicional es la que emite menos radiación UVA, aunque todas lo hacen en una cantidad insignificante respecto a la radiación UVA procedente del Sol. Haz clic encima de la figura adjunta para ver un póster-relato de este trabajo experimental, presentado en las XIII Jornadas de la Asociación de Profesores de Física y Química Curie (mayo de 2009).

 
 
 
     
  Difracción e interferencias luminosas  
     
 

Actualmente bastantes laboratorios escolares disponemos de rejillas de difracción (también se pueden construir rayando con una punta de diamante en un vidrio o un plástico puntos o líneas paralelas muy finas y próximas) y también de un puntero de luz láser. Es un material idóneo para realizar experimentos, en los que, después de dirigir la luz láser hacia la rejilla, los estudiantes pueden observar nítidas figuras de interferencias colocando una pantalla al otro lado. Obsérvense, a modo de ejemplo, las fotografías adjuntas tomadas por ellos en el laboratorio de nuestro Instituto.

 
     
 

 

 

 
     
 

En el IES "Sixto Marco" de Elche, los profesores Vicent Soler y Josep Oliver han ampliado este sencillo diseño experimental para poder medir las variaciones de intensidad luminosa que se producen en la zona de formación de las franjas de interferencia.

 
     
 

 

También usan un puntero láser para enviar la luz y registran las variaciones de intensidad luminosa debidas a las interferencias con un sensor de luz. En los experimentos realizados en este instituto estudiaron la difracción producida por una doble rejilla de difracción y también un cabello (tiene el espesor adecuado para difractar la luz emitida por el puntero).  Los resultados obtenidos muestran con mucha claridad la alternancia esperada entre máximos (interferencia constructiva) y mínimos (interferencia destructiva) de intensidad luminosa. Haz clic encima de la figura adjunta para ver detalles de este excelente trabajo experimental, que también se puede consultar en el número 60 de la revista "Alambique. Didáctica de las ciencias experimentales".

 
     
 

Otro diseño ingenioso y muy vistoso para observar franjas de interferencia consiste en usar un CD como red de difracción (los surcos hacen el papel de las rendijas). En el número 2 de la revista Recursos de Física el profesor Albert Bramon describe con detalle este experimento.

 
     
  Polarización  
     
 

 

En el laboratorio se puede observar la polarización de la luz mediante un experimento que utiliza dos láminas de plástico como polarizadores. En una determinada posición los planos de polarización de las dos láminas tienen la misma orientación y la luz que las traspasa puede vibrar en esa dirección coincidente (intensidad máxima de dicha luz). Entonces, cuando una de las láminas gira 90º,  los dos planos de polarización son perpendiculares entre sí y la luz no puede vibrar en ninguna dirección detrás de ellas (intensidad mínima). Usando un sensor de luz se pueden medir con exactitud las variaciones de intensidad luminosa producidas cuando se hace rotar una respecto de la otra.

Haz clic encima de la gráfica adjunta para ver los detalles de este experimento.

 
 
 
 
Debate histórico sobre la naturaleza de la luz (Volver al índice)

Departamento de Física y Química del IES "Leonardo Da Vinci"