Bolas
25 abr, 2012
Print 
PDFInvisibles
PRESENTACIÓN: Los rayos que emiten los objetos e inciden sobre nuestra retina pueden ser desviados si atraviesan superficies que separan diferentes medios. Estos fenómenos de refracción y reflexión pueden hacer que la imagen que se forma a través de los respectivos dioptrios no sea visible.
- Water Pearls Optics Challenges for Everybody, Marina Milner-Bolotin, The Physics Teacher 50, 144 (2012)
9 responses to "Bolas"
Lo que se ve en el vídeo es debido a que el índice de refracción del material de las bolas es muy similar al del agua o líquido en el que se encuentran sumergidas, por lo que la luz cuando atraviesa este material comporta de manera casi idéntica a cuando atraviesa el agua, y nuestro ojo es incapaz de distinguir las bolas dentro del líquido.
El aceite de girasol y el vidrio Pyrex también tienen un índice de refracción similares, por lo que si se llena un vaso de Pyrex con aceite y se introduce otro más pequeño no lo podremos ver. Ocurre lo mismo si se utiliza aceite corporal para niños.
A continuación se muestra un vídeo diferente que demuestra el mismo efecto.
En este vídeo se juega con el índice de refracción de dos compuestos diferentes, uno líquido y otro sólido, para hacer invisible el sólido. La forma de conseguirlo como se explica en el comentario anterior y en algunos vídeos más de esta página web, es utilizar dos compuestos con un índice de refracción similar. De hecho, en cuanto la persona utiliza una bola diferente, coloreada de rosa, el índice de refracción cambia y por tanto no llega a ser invisible al introducirla en el líquido. ¿Pero qué aplicación puede tener esta característica del índice de refracción? Pues por ejemplo en los medios de inmersión para visualizar muestras en el microscopio. Cuando preparamos una observación del microscopio tenemos varias capas: portaobjeto, muestra, cubreobjeto y el medio de inmersión antes de llegar al objetivo del microscopio. Todas ello tendrá una gran influencia en la calidad de la imagen, siendo lo ideal que el índice de refracción de esas capas ópticas coincida para evitar distorsiones de la imagen. Se puede obtener más información en la página web de Leyca-Microsystems.
Una forma de explicar los índices de refacción sencilla
Me parece una idea fantástica para iniciar una clase sobre indices de refracción. Apenas tardas unos minutos y seguro que todos los asistentes quedarán impresionados. Despertar la curiosidad es la base del aprendizaje.
Otra forma de realizar este proceso en el aula es rellenar con aceite de girasol un vaso grande, hasta algo más de la mitad de su capacidad, lo removemos con la varilla de vidrio y observamos el aspecto de la varilla dentro del vaso. Debido a la refracción parece que la varilla se tuerce o se rompe.
Después se introduce el vaso pequeño dentro del grande, echamos un poco de aceite también en él, para que se hunda con facilidad. Observamos, volvemos a remover y vemos la varilla pero no seremos capaces de ver el vaso pequeño, ¡se ha vuelto invisible!. No es magia es ciencia.
Voy a describir un fenómeno que no debe ser confundido con este, pero sí está relacionado, el por qué del color rojizo de muchos organismos que viven a una profundidad considerable en los océanos y mares.
En la columna de agua, se considera zona fótica (hasta donde es capaz de penetrar la luz solar) a la parte comprendida entre la superficie y los 200 m de profundidad, aunque puede variar en función de la turbidez del agua.
En esta zona habitan muchas especies y varían considerablemente con la profundidad. Así, una de las adaptaciones comunes en las especies de peces que viven a cierta profundidad es el color rojizo ya mencionado, ¿pero por qué? Porque se vuelven prácticamente invisibles. ¿Tienen entonces un índice de refracción similar al del agua, como las bolitas del experimento? No, se debe a que el agua no permite el paso de todas las longitudes de onda por igual, si no que a mayor longitud de onda menor penetración. Así, la luz infrarroja sería la que menos profundidad alcanzaría y la ultravioleta la que más (tienen el mayor y el menor índice de extinción, respectivamente). Pero si nos centramos en el espectro visible, la que permanecería en la zona más superficial es el rojo. ¡Sorpresa! Eso quiere decir que la luz roja no alcanzaría a estos peces y no podría ser reflejada de vuelta, haciendo que sean como sombras en una zona en la que por si ya hay poca luz, ¿os imagináis que ventajas tiene eso? Pista: es una estrategia de camuflaje.
Es un experimento perfecto para explicar en clase lo que es la refracción y el índice de refracción. Ampliaría introduciendo en el agua una varilla con índice de refracción similar al agua, si existe, y otra con índice de refracción diferente. Así se podría apreciar mejor la experiencia.
Esto hay que probarlo en clase!!!!
En el siguiente video se muestra otro experimento de «desaparecer» en el agua.