Unidad 4 – Página 161
TIC
Título: El Arco Iris
Objetivo: Reconocer que la luz blanca (una onda electromagnética) es el resultado de la mezcla de varias ondas a diferentes frecuencias.
Introducción: La descomposición de la luz en el arco iris, sirve de introducción al tema del espectro electromagnético, donde aparecen ondas electromagnéticas desde radio hasta rayos cósmicos, pasando por la luz visible.
Materiales:
- Un CD,
- una cartulina blanca,
- una caja de cartón (de aprox. 40x40x40 cm),
- una fuente de luz (sol o foco).
Desarrollo:
- Con el CD reflejar la luz del sol en el fondo de la caja para observar el arco iris.
- Puede ser reflejada directamente al ojo cuando la luz proviene de lámparas y focos. PELIGRO: NO REFLEJAR DIRECTAMENTE A LOS OJOS LA LUZ DEL SOL.
- Explicar el fenómeno del arco iris.
- Exponer que la onda electromagnética, que vemos como luz, es el resultado de la mezcla de varias ondas de diferente color o frecuencia. Así, el rojo es de menor frecuencia, incrementando la frecuencia de la onda electromagnética pasando al naranja, amarillo, verde, azul y violeta.
- Explicar que aunque no tenemos sensores (sentidos) para captar ondas electromagnéticas de otras frecuencias, éstas existen y las denominamos: radio, microondas, infrarrojo, ultravioleta, rayos X y rayos cósmicos. Todas son manifestación del mismo fenómeno (ondas electromagnéticas) sólo cambia su frecuencia.
Explicación: Cuando un rayo de luz choca contra un espejo o un metal pulido, el rayo reflejado es igual al incidente por lo que un ojo que recibiera dicho rayo, vería luz blanca. Esto es porque la superficie refleja de igual forma todas las ondas que componen la luz blanca. Cuando las ondas se mezclan, el resultado puede ser constructivo o destructivo dependiendo básicamente de su frecuencia o longitud de onda y de su fase, es decir de su desplazamiento espacial o temporal. Observa con atención:
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Este fenómeno se conoce como interferencia de dos ondas. En la figura de la izquierda, tenemos el caso de interferencia constructiva, mientras que la figura del lado derecho muestra una interferencia destructiva. Con estas características para la luz, y en general para las ondas, podemos hacer un arreglo de “espejitos” de forma tal que solo reflejen las ondas que interferirán constructivamente:
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Para ver el color rojo debemos hacer que sólo se reflejen las ondas que llevan asociada la frecuencia del rojo y que éstas interfieran constructivamente, las que no son de color rojo interferirán de modo diferente por tener una longitud de onda menor. El dispositivo que se usa para desviar estas ondas es una red de difracción. Una red de difracción aprovecha las fases de las ondas para hacer que el haz se disperse en ángulos distintos para cada color. Si ahora observamos un CD al microscopio, veremos que es muy parecido a una red de difracción con partes que reflejan y partes que no, de ahí que al ser iluminado con luz blanca (basta con que no sea monocromática, es decir, de un sólo color) se observará en su superficie esta dispersión de ondas al ir variando simplemente el ángulo de visión. El fenómeno de la difracción de una onda, nos muestra que un haz de luz blanca es en realidad una mezcla de ondas electromagnéticas de diferentes frecuencias. La refracción es otro fenómeno natural que también descompone la luz blanca en el arco iris, al pasar la luz por dos medios diferentes como aire y agua. Una bella demostración de este hecho se observa en la atmósfera cuando llueve con Sol se forma un arco iris. Recuerda que la luz es sólo un caso particular del fenómeno general que son las ondas electromagnéticas. El espectro total de las ondas electromagnéticas está dividido en regiones con diferentes frecuencias o longitudes de onda. Así tenemos la región de radio, microondas, infrarrojo, luz, ultravioleta, rayos X y rayos cósmicos. Las longitudes de onda mayores son para el radio (de hasta kilómetros), más cortas para la luz (milésimas de milímetro) y mucho más cortas para rayos cósmicos (millonésimas de milímetro).
El Arco Iris. (s.f.). Universo para que lo descubras. Inaoep. Recuperado de http://goo.gl/LdrHbF