Optical elements
12 Dec, 2011
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PDFGelatine
PRESENTATION: Using a suitable mould, a semi-circular piece of gelatine can be created. If a laser beam aimed at the centre of curvature is made to hit the curved face, then the critical angle can be determined for the gelatine-air interface if the laser is rotated until all the light is sent back into the gelatine. This enables the refractive index of the gelatine to be calculated.
- Physics Fun with Jelly Marbles1, Gordon R. Gore, Phys. Teach. 47, 606 (2009)
- Construction of Optical Elements with Gelatin, Mario Branca and Isabella Soletta, Phys. Teach. 41, 249 (2003)
- Edible optics: Using gelatin to demonstrate properties of light, Patrick Bunton, Phys. Teach. 35, 421 (1997)
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El índice de refracción es un parámetro propio de cada medio que indica el comportamiento de la luz al atravesarlo. Es la razón de la rapidez de la luz en el vacío respecto de su rapidez dentro del material. En general, el índice de refracción de una sustancia transparente más densa es mayor que el de un material menos denso; es decir, la velocidad de la luz es menor en la sustancia de mayor densidad. Por tanto, si un rayo incide de forma oblicua sobre un medio con un índice de refracción mayor, se desviará hacia la normal, mientras que si incide sobre un medio con un índice de refracción menor, se desviará alejándose de ella. Con este experimento se pueden medir sencillamente los índices de refracción de muchos materiales.
Este vídeo é moi interesante para calcular o índice de refracción que é o cociente da velocidade da luz no baleiro e a velocidade da luz segundo o medio que atravesa , en este caso xelatina. Pero penso que tamén sería interesante facer a comparación deste feixe láser atravese outros medios para comprobar que o atravesar unha sustancia mais densa o índice é maior e o contrario si é menos densa o índice será menor, é dicir se o índice de refracción se achega ou se afasta da normal.
Moi interesante experimento, e moi útil mostrando cómo podemos facer ciencia con tan pouco. Perfecto.
En la revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias hay publicado un artículo en el que se calcula de forma muy sencilla el índice de refracción del agua, aunque su metodología puede servir para calcular el índice de refracción de los líquidos en general.
Aplicando lo que se ve en los videos y enlaces anteriores los alumnos pueden practicar midiendo el indice de refracción de distintos materiales y hacer comparaciones. Por ejemplo en el siguiente enlace se muestra la experiencia de como medir con un laser el índice de refracción del vidrio.
Muy práctico para enseñar en el aula el concepto de refracción de forma clara y visual. En la web del Exploratorium también aparecen muy bien explicados experimentos de óptica que podemos hacer con gelatina.
He encontrado un trabajo en el que se propone el empleo de un software denominado GeoGebra para abordar el análisis de la refracción de la luz en la educación secundaria.
Este experimento con gelatina es muy visual, permite al alumnado observar que ocurre cuando un rayo pasa de un medio a otro que posee distinto índice de refracción, provocándose un cambio de dirección. Existen webs en las que podemos probar con diversos materiales y nos da el índice de refracción o el ángulo crítico.
Experimento muy fácil de hacer que puede tener parte de trabajo en casa al crear la pieza de gelatina
He encontrado un ejemplo visual en el que se muestra la velocidad de la luz y el efecto del índice de refracción en diferentes medios. Se trata de un experimento que todos hemos visto en nuestro díaa día, donde se introducen tres varillas de vidrio en tres vasos llenos con diferentes medios:
1 Agua
2 Agua y aceite de cedro
3 Aceite de cedro
Lo que ocurre es que como el agua tiene un índice de refracción más bajo (n = 1,333) que la varilla de vidrio (n = 1,517),se puede ver toda la varilla en el vaso 1 y parte de la varilla en el vaso 2.
Por otro lado, la varilla de vidrio (n = 1,517) y el aceite de cedro (n = 1,516) tienen índices de refracción casi idénticos. Esto hace que la varilla sumergida parezca que desaparece en el aceite de cedro (parcialmente en el vaso 2 y por completo en el vaso 3).
Esta presentación emplea ingeniosamente gelatina para explorar propiedades ópticas mediante el uso de una pieza de gelatina semicircular, un láser y rotación para determinar el ángulo crítico para la separación de gelatina y aire. Este enfoque innovador permite calcular el índice de refracción de la gelatina, como se muestra en los estudios citados por Gore, Branca, Soletta y Bunton.