Refracción
30 Jun, 2013
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PDFPyrex desaparecendo
PRESENTACIÓN: O aceite Johnson para nenos ten o mesmo índice de refracción que o vidro Pyrex (1.51-1.54). Si se introduce un pequeno vaso de precipitados deste material nunha cantidade de aceite, este desaparece posto que a luz non sofre reflexión nin refracción xa que non cambia no seu camiño de medio. Si a houbera, só sería visible a escala serigrafiada do pequeno vaso de precipitados.
- A safe pyrex ’’vanishing solution’’, Donald K. Day, Phys. Teach. 15, 438 (1977)
- Pyrex ’’vanishing solution’’, F. J. Wunderlich, D. E. Shaw, and M. J. Hones, Phys. Teach. 15, 118 (1977)
INTRODUCIÓN: A lei de Snell foi descuberta primeiro por Ibn Sahl no século XIII, que a utilizou para resolver as formas das lentes anaclastic (as lentes que enfocan a luz con aberracións xeométricas). Foi descuberta outra vez no século XVI e enunciada novamente no século XVII, por Willebrord Snel van Royen. Esta lei relaciona o índice de refracción co ángulo incidente e refractado entre dous medios diferentes. O índice de refracción é unha medida que determina a redución da velocidade da luz ao propagarse por un medio homoxéneo. O índice de refracción (n) está definido como o cociente da velocidade (c) dun fenómeno ondulatorio como luz ou son no dun medio de referencia respecto da velocidade de fase (v) en devandito medio.
n=c/v
OBXECTIVO: Demostrar que o índice de refracción do aceite de bebé é o mesmo que o do Pyrex.
MATERIAIS: vaso de Pyrex, recipiente de cristal, aceite de bebé.
MONTAXE: Collemos un vaso de cristal e enchémolo con aceite. Acto seguido metemos dentro un vaso de Pyrex e enchémolo con aceite novamente. Aos poucos vai desaparecendo o vaso introducido.
EXPLICACIÓN: Cando dúas sustancias teñen o mesmo índice de refracción, como é o caso do aceite de bebé e o vaso de Pyrex cuxo índice de refracción é 1.47, ao introducir o vaso no aceite vólvese invisible. Isto ocorre porque o índice de refracción é o cociente entre a velocidade da luz no baleiro e a velocidade da luz no medio. Como a velocidade da luz no baleiro é a mesma e o índice de refracción tamén, a velocidade no medio será igual. Por iso, non vemos o vaso.
CONCEPTOS: índice de refracción, velocidade da luz no baleiro e no medio, Lei de Snell.
MÁIS INFORMACIÓN:
- WIKIPEDIA 1
- WIKIPEDIA 2
- WIKIPEDIA 3
- YOUTUBE 1
- YOUTUBE 2
- EXPLORATORIUM
- THENAKEDSCIENTISTS
- BLOG
- UNIVERSITY OF IOWA
- PhET
TEXTOS:
- R. Serway, Física, Mac Graw Hill, 2010.
- P. Tipler, Física para la Ciencia y la tecnología, Reverté, 2012.
- R. Ehrlich, Turning the World Inside Out and 174 Other Simple Physics Demonstrations, Princeton University Press, 1997.
ALUMNADO 2012-2013: Sabela Arenas, Nerea Lema, Tania López, Nerea Silva.
ENLACE pdf ALUMNADO (en castelán):
142 responses to "Refracción"
Very nice site!
Propiedades tan esenciales y características de los materiales, como son la refracción y la reflexión de las ondas en ellos, permiten utilizar técnicas de prospección geofísica del subsuelo, sin necesidad de acceder físicamente a él. Estas técnicas son muy utilizadas en geotecnia y en prospección minera, sobre todo como campañas iniciales en terrenos de gran extensión. Este tipo de técnicas de investigación, permiten obtener datos generales de la estratigrafía de un terreno previamente a la realización de perforaciones. De este modo, se puede diseñar una campaña de perforaciones (muchísimo más cara y complicada de llevar a cabo que la investigación indirecta) posterior, centrando las investigaciones en aquellas zonas que se han interpretado como geológicamente interesantes mediante las técnicas de investigación indirecta.
Os dejo este vídeo porque me parece una muy buena demostración doble: por una parte sobre lo importante y útil que puede llegar a ser tener y entender procesos físicos y, por otra, una aplicación de la refracción de la luz en el agua.
Os explico un poquito de qué trata: Un mecánico brasileño que tuvo una idea especialmente brillante en el año 2002, después de sufrir uno de los frecuentes apagones que afectaban a Uberaba, la ciudad en la que vive al sur de Brasil.
Empezó a jugar con la idea de la refracción de la luz solar en el agua y al poco tiempo había inventado la bombilla de los pobres. El ingenio es sencillo y al alcance de cualquiera: una botella de plástico de dos litros llena de agua a la que se añade algo de lejía para preservarla de las algas. La botella se coloca en un agujero del tejado y se ajusta con resina de poliéster, dependiendo de la intensidad de luz podría alcanzar una potencia de entre los 40 y los 60 W.
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El comentario de Namibia es una clara aplicación CTS (ciencia-tecnología-sociedad). Lo que falla en este sistema es que solo funciona durante el día. Se podría añadir alguna sustancia luminiscente al agua de la botella que fuera capaz de captar la energía solar durante el día y transformarla en energía luminosa por la noche.
El video impresiona, porque convierte a la física de la luz, en magia. Lo encuentro muy adecuado para fomentar la motivación del alumno en la materia. Si además lo acompañamos con una explicación y otro vídeo como este que ilustra un proceso de refracción y reflexión más sencillo.
También podemos emplear aceite de cocina, que es más común tenerlo en casa y más barato. El efecto será el mismo y a los alumnos podrán hacerlo en casa.
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Me parece un buen experimento para iniciar a los alumnos en este término tan usado por todos pero a veces desconocido. Creo que la ejemplificación es la mejor manera de entender los conceptos y si puede ser de una manera en la que el propio oyente pueda practicar en cualquier momento mucho mejor. Otra utilidad que le veo a la Ley de Snell es por ejemplo explicar el funcionamiento de la fibra óptica que hoy en día está tan en boga debido a la mejoras producidas en el mundo de las telecomunicaciones.
Un ejemplo de este fenómeno de refracción de la luz al cambiar del medio agua al medio aire sería cuando introducimos en un recipiente de cristal con agua un lápiz, observamos que el lápiz parece doblarse.
Esto es debido a la diferencia en el recorrido de la luz que refleja cada parte del lápiz (la que se encuentra fuera del agua y la que está dentro). Solo apreciamos esta desviación en la superficie de separación de los dos medios, el aire y el agua. Esto confirma la idea de que la luz se propaga en línea recta en medios homogéneos y transparentes, pero al cambiar de medio, puede desviarse, o no, en dependencia del ángulo de incidencia.
Parte del lápiz que se encuentra fuera del agua: la luz que refleja no se desvía, viaja solo por el aire.
Parte del lápiz que se encuentra dentro del agua: la luz que refleja se desvía, en la superficie de separación entre los dos medios (viaja del agua al aire)
En cuanto a la luz solar también podemos ver un fenómeno similar. Al anochecer , aún cuando el Sol ya se encuentra por debajo de la línea del horizonte, seguimos viendo su imagen debido a la refracción en la atmósfera.
Me parece una actividad muy interesante. Cuando la realizamos en el aula quedé muy sorprendido al observar que el vaso de pyrex desaparecía al introducir el aceite en el vaso. Me parce un experimento que puede promover el interés del alumnado por la Física la primera vez que la cursan, ya que parece algo mágico.
Encontré en youtube un vídeo de un programa de televisión muy conocido que veía cuando era pequeño. Hay muchos capítulos y en ellos el señor Beakman realiza distintos experimentos. No es un programa científico pero si puede ser utilizado como una herramienta didáctica para que los más pequeños se diviertan aprendiendo ciencia de una forma divertida en sus ratos libres.
La refracción tambien es la responsable de la explicación de la formación del arco iris.
Se produce cuando un rayo de luz es interceptado por una gota de agua suspendida en la atmósfera. La gota lo descompone en todos sus colores al mismo tiempo que lo desvía (lo refracta al entrar en la gota y al salir). Debido a estas refracciones el rayo se vuelve hacia la parte del cielo en que está el sol.
La luz penetra en las gotas de agua, no todas las longitudes de onda se refractan igual, ya que el índice de retracción del agua depende ligeramente de la longitud de la onde de la luz.
Me parece un experimento sencillísimo y muy ilustrativo de lo que es este término de la refracción. Es muy ilustrativo para un término que muchas veces suele constar explicarlo con claridad. Este experimento yo lo acompañaría de la explicación en el lado contrario. Es decir, hacer la experiencia contraria donde gracias a la refracción podemos ver como los objetos se deforma. Para ello bastaría con introducir un lápiz en un vaso con agua.
Referente a Iria me gustaría comentar una variante del arcoíris no tan conocida, el arcoíris lunar. Es un fenómeno no tan apreciable ya que la luz reflejada por la luna es más tenue que la luz del sol directa. En el siguiente vídeo se puede observar como este fenómeno se produce sobre Torres del Paine, Patagonia, Chile.
Otro fenómeno en el que influye la refracción es en el rayo verde que se produce cuando el sol se pone o también antes de que salga por el horizonte. Además de la refracción también entran en juego otros factores.
La refracción separa los distintos espectros de la luz solar. El azul y el violeta, debido a la composición de nuestra atmósfera que difunde mejor las ondas cortas, son los colores predominantes de nuestros cielos.
Dicho esto, cuando se produce la puesta de sol la refracción atmosférica separa los distintos colores del disco solar, quedando en su borde superior, el violeta, el azul y el verde. El violeta y el azul son difundidos por la atmósfera, con lo cual en el momento en que ya sólo el borde superior del disco es visible se observa el color verde.
Hay más factores que influyen en este fenómeno, y en general a la luz que atraviesa nuestra atmósfera, de ahí la diversidad de fenómenos que se puedan observar.
En el siguiente vídeo se puede observar este fenómeno.
Me ha gustado mucho el post. Por favor seguid publicando.
Mirade este video no que se aproveita as propiedades da refracción da luz para dar luz equivalente a unha bombilla de 40 a 60 W simplemente cunha botella de cocacola de 2 litros chea de auga e incrustada no tellado . O invento do brasileño Alfredo Mosser está a revolucionar o terceiro mundo cunha fonte de luz gratis para espacios interiores. Existe un proxecto (Liter of Light) que está a revolucionar os países do terceiro mundo. Neste video da BBC que vos adxunto tedes toda a información. Paréceme un proxecto incrible pola súa repercusión e coste e gostaríame que lle botárades unha ollada
Podemos ilustrar o mesmo concepto usando salicilato de metilo e la virxe dunha cor clara, ambas teñen o mesmo indice de refracción. Se envolvemos totalmente unha arandela metálica con la sen que se vexa e logo introducímola nun vaso con salicilato de metilo, veremos a arandela!!!
Yo también me quede asombrada con la experiencia de clase del vidrio pyrex y el aceite Johnson para niños. Me parece una experiencia sencillísima y muy ilustrativa del concepto. La óptica es una parte de la física dura de explicar “en seco” pero que dispone de montones de experimentos muy simples que permiten “ver” lo que queremos transmitir. Respecto a los ejemplos del arco iris etc yo incluiría la explicación de porque el cielo es azul y como funcionan los faros antiniebla. Aquí os dejo un enlace de texto con las explicaciones.
Paréceme un experimento moi interesante para realizar en clase co alumnado de secundaria porque mostra a física dunha forma sinxela e atractiva. No tocante aos cursos inferiores, no alumnado probablemente aumente o interese pola ciencia por resultar algo máxico e nos cursos superiores dará unha explicación práctica que facilitará a comprensión teórica da refracción.
Aún siendo un experimento muy sencillo, hacer que un ojeto desaparezca delante de tus narices siempre produce mucho asombro.
Otro “efecto” que también suele asombrar es el la reflexión total, tanto sea utilizando fibra óptica como con un simple chorro de agua.
Este experimento lo realizamos con alumnos de Bachillerato de Geología y nos permitió explicar el índice de refracción de la luz al atravesar distintos materiales. Sencillo e ilustrativo.
sorprendentes as botellas luminosas. Non escoitara falar delas. Parece moi sinxelo de facer!
Que paciencia para conseguir filmar el rayo verde! Seguro que Rohmer lo hubiera incorporado a su película ( tengo entendido que a pesar de sus intentos por lograr filmarlo con calidad, tuvo que usar algún truquillo cinematográfico para que saliera bien en la pantalla. El año pasado, sin buscarlo, tuve la suerte de verlo!
En este vídeo podemos ver el experimento que ya se cito anteriormente del lápiz y el agua, pero en este caso en la segunda parte del vídeo se le añade una capa de aceite, como resultado tenemos tres medios con diferente índice de refracción. El palito que introducimos en el agua parece estar roto por dos partes.
Como complemento al experimento del lápiz y el agua he encontrado este otro cuyo fundamento es el mismo pero con un puntero láser. Este experimento además amplía el concepto de refracción desarrollado en los otros, e introduce el concepto de reflexión total, que se produce cuando el ángulo de incidencia de la luz es superior a un valor que se conoce como ángulo límite, a partir del cual la luz ya no se refracta y queda atrapada bajo la superficie del agua dando lugar a este efecto tan llamativo donde se observa que la trayectoria del rayo tiene forma de zig-zag.
Me ha parecido muy ilustrativo el vídeo de la luz en zig-zag, y muy fácil de hacer en clase o casa. Genial recurso para explicar la refracción y el concepto de reflexión total. Este mismo concepto explica la existencia en el océano de un canal donde el sonido puede propagarse a lo largo de enormes distancias, ya que las ondas sonoras quedan atrapadas en él debido a su reflexión total con las capas de agua superior e inferior con mayor velocidad de propagación debido a su presión y/o temperatura. Esta capa de agua donde el sonido queda “atrapado” se llama el canal SOFAR. En este link de la revista Oceanus de la prestigiosa Woods Hole Oceanographic Institution podéis ampliar la información.
Gracias por esta información. No tenía ni idea acerca del canal SOFAR y me parece muy interesante!!
La refracción de la luz en el agua es una dificultad añadida que muchos animales deben tener en cuenta a la hora de conseguir alimento dado que a la hora de cazar, deben de considerarla para no fallar. Un ejemplo de la capacidad de un animal que es capaz de tener en cuenta la refracción es el pez arquero. Como se muestra en el vídeo sus ojos están sumergidos mientras que intenta cazar los insectos fuera del agua por lo que debe ajustar el tiro sin dejarse engañar por la refracción de la luz.
El siguiente artículo publicado en la revista Science in School propone emplear el invento de mecánico brasileño Alfredo Moser del que ya se había hablado anteriormente para explicar el fenómeno de refracción en las escuela. Una manera muy divertida y práctica de acercarse al mundo de la óptica .
La refracción es una propiedad física fundamental en cualquier sustancia, por lo cual tiene una amplia variedad de aplicaciones en el sector de la alimentación. En general se usa para conocer la composición o pureza de una muestra, utilizando para ello un instrumento denominado refractómetro. Por ejemplo, la presencia de azúcares es uno de los parámetros fundamentales en la enología. Para conocer su concentración en los mostos naturales se recurre habitualmente a la determinación del índice de refracción que posteriormente es transformado a una escala que determina el porcentaje en peso de azúcares o sólidos solubles totales. Son mediciones simples y rápidas.
En este sentido y de forma general también, la determinación del índice de refracción sirve para la comprobación rápida y fiable de la pureza de una sustancia (contenido de azúcares en mermeladas, conocer si un aceite de girasol se ha mezclado con otras sustancias…).
Se puede ver brevemente en el siguiente enlace.
Es un experimento sencillo pero muy impactante que atraer la atención de los alumnos y fomentará la curiosidad sobre la física…
Un dispositivo que utiliza esta propiedad son los sensores de lluvia de los coches. El sensor cuenta con un fotoemisor, que emite un rayo de luz, y con un fotoreceptor que mide la luminosidad de la luz que se refleja. la luz es emitida con un ángulo que permite que ésta se refleje en el cristal para que después el receptor calcule cuánta luz le está llegando.
Si no llueve, el receptor debería recibir toda la luz. Sin embargo si llueve, el comportamiento de reflexión es distinto y se recibe menos luz. Cuanta más agua haya en la luna menor será la luz que recibirá el receptor.
Otro experimento para demostrar la refracción es el que se se explica en el siguiente vídeo donde se hace desaparecer una moneda que se sitúa debajo de un vaso con agua
En este vídeo tenemos un experimento similar pero en este caso combinando el uso de agua y aceite para generar una experiencia más llamativa.
Me parece un buen experimento para empezar el tema de óptica en 4º de ESO, ya que se puede entender muy claramente el concepto de reflexión y refracción. Ademas es muy sencillo de realizar.
Experiencia muy efectiva para demostrar como se comporta a refracción observándola en distintas substancias y al final en aceite de bebé
Para explicar o fenómeno de refracción da luz, tamén se pode utilizar un punteiro laser e auga. Aquí está o vídeo para ver o procedemento.
Bonito experimento para explicar o índice de refracción dun material e cómo se ve afectada a luz ó pasar a través de él. Desperta a curiosidade sobre o porqué e motiva a aprendizaxe. Nos comentarios apórtanse vídeos de experiencias que complementan perfectamente ésta.
Moi axeitado para “ver” o efecto da non refracción.
Sorprende.
Este video utiliza materiales sencillos (CD, linterna,… ) y aporta una experiencia al alcance del alumno de secundaria para que compruebe una manifestación de la refracción.
Sorprende y es un ejemplo muy ilustrativo para explicar la refracción, encontré otro experimento similar con hidrogel en este vídeo
http://fq-experimentos.blogspot.com.es/2012/10/240-invisibilidad.html
Un post muy bueno que ilustra a la perfección la ley de Snell.
Un bo xeito de ensinarlle ao alumnado maxia escapista cunha explicaciòn cientifica
Este mismo experimento pero hecho por unos magos ( Detrás de la magia) nos sirve para ver también como presentarlos, en este enlace pinchar en uno de los clips. Hicieron 4 programas con diversos experimentos muy llamativos por los medios que tienen y por la forma de presentarlos, así que buscarlos en la web
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Moi bo experimento, a desaparición do vidro pírex en aceite de bebés seguro que asombra a moitos alumnos. Outro experimento de este fenómeno se pode facer aproveitando a refracción da auga para alumear unha caixa pechada, como se pode ver no seguinte enlace.
Incluso podería buscárselle unha utilidade práctica, que sexa alumear interiores mentres haxa luz exterior como propoñen na seguinte páxina. Non so ilumina espazos a través do tellada se non que se pode usar a través de paredes.
Sería interesante comentar algo da refracción atmosférica, aludindo a un fenómeno natural que quizais algún alumno ou alumna puido observar e que se debe á refracción na atmosfera: o raio ou destello verde. Neste
vídeo pódese ver unha explicación do fenómeno e un sinxelo experimento caseiro relacionado. Basicamente, o destello verde é un punto verde que se pode ver durante algúns segundos xusto despois do solpor ou xusto antes do abrente. Débese á refracción da luz ao atravesar a atmosfera, xa que se move máis a modo nas capas inferiores de aire, máis densas, que nas superiores, menos densas. Así, a luz segue unha traxectoria curva seguindo a dirección da curvatura da Terra, na cal a luz de alta frecuencia (azul e verde) cúrvase máis que a de baixa frecuencia, podendo permanecer visibles un anaco mentres que os vermellos xa están tapados polo horizonte.
Otro experimento similar que se podría realizar en el aula sería usando un bote de glicerina y una varilla de vidrio. Al introducir la varilla de vidrio en la glicerina parece que la varilla desaparece. Esto es debido a que los índices de refracción de la glicerina y del vidrio son muy parecidos. Este experimento se puede observar en el siguiente vídeo.
Muy buen vídeo. Resulta un experimento sencillo pero muy visual e interesante sobre como comparar los indices de refracción de dos sustancias.
Siempre que se produce refracción también se produce reflexión. Pero mientras que el concepto de reflexión es un concepto que los alumnos suelen visualizar/imaginar mejor, el de refracción les suele costar más. En el video se muestra una manera rápida y sencilla de que los alumnos puedan ver este fenómeno con sus propios ojos, para luego ya poder llegar a comprender el concepto de “refracción” que es el cambio de dirección que experimenta un rayo de luz cuando pasa de un medio transparente a otro también transparente. Este cambio de dirección está originado por la distinta velocidad de la luz en cada medio. Y también el concepto de “índice de refracción” –> se llama índice de refracción absoluto “n” de un medio transparente al cociente entre la velocidad de la luz en el vacío ,”c”, y la velocidad que tiene la luz en ese medio, “v”. El valor de “n” es siempre adimensional y mayor que la unidad, es una constante característica de cada medio: n = c/v.
La luz se refracta cuando viaja en ángulo hacia una sustancia con una densidad óptica diferente y cambia de dirección porque cambia de velocidad. De modo que la refracción tiene que ver con la velocidad y el ángulo de incidencia.
Un ejemplo es cuando la luz pasa del aire al agua. En el experimento que se muestra en este enlace se observa esta propiedad de refracción de la luz al cambiar de medio. Tanto en este experimento como en el que se muestra en la página, lo que sucede parece cosa de magia, algo que a los alumnos les llamará mucho la atención y les facilitará el conocer este concepto de refracción.
Esta actividad manipulativa resulta muy útil para explicar la ley de Snell en la materia de física de segundo de bachillerato en el bloque 4 de ondas.
Aunque el experimento resulta sencillo, permite explorar y explicar conceptos complejos tales como la ley de Snell o conceptos de óptica si ampliamos este experimento de manera sencilla como se muestra en este vídeo.
Dado que la refracción es un cambio tanto en la dirección como en la velocidad experimentada en una onda cuando esta pasa de un medio a otro con diferente índice de refracción, esta actividad contribuiría a explicar de una forma muy sencilla la ley de Snell y que pasaría cuando los medios tienen el mismo índice de refracción. Además, con esta actividad se captaría la atención del alumno ya que resulta una experiencia muy atractiva lo cual permitirá una mejor comprensión de los conceptos de las propiedades ópticas.
Me parece un experimento interesantísimo para motivar a los estudiantes, ya que les permite ejercer el rol de “magos” y aprender física de una forma muy divertida. La reflexión y la refracción de la luz son fenómenos complicados de entender de forma puramente teórica, por ello resulta muy interesante realizar experimentos de este tipo que permitan visualizar al alumnado los efectos que producen. He encontrado otro experimento similar que ayuda a entender estos conceptos utilizando una pecera, un vaso de tubo y un muñeco. En este caso, el objeto con el que se realiza el experimento no tiene por qué ser un muñeco, puede ser cualquier objeto. Sería interesante que el propio alumnado decida el objeto a utilizar, de este modo se consigue que los estudiantes se impliquen mucho más en la actividad, diciéndoles por ejemplo que traigan mañana un objeto al aula (de unas dimensiones determinadas) que quieran hacer desaparecer. En mi opinión, creo que es un experimento que le gustará a todo el alumnado en general, independientemente del nivel educativo en el que se encuentre. Resulta muy llamativo y da pie a impartir distintos conceptos y fenómenos ópticos en función de las edades de los estudiantes.
Todos hemos visto que al introducir una cuchara en un vaso de agua se observa como si esta se descolocara doblándose, a pesar de esto, mucha gente no sabe qué está ocurriendo, al igual que pasa con el principio que da origen al arcoíris. Fenómenos como estos, presentan una explicación física y esta experiencia resulta de muy fácil aplicación y los recursos requeridos para llevar a cabo esta experiencia son de fácil acceso y coste prácticamente nulo. En el currículum educativo de Bachillerato se establece dicho contenido, y este tipo de experiencia permite explicar de forma sencilla lo que ocurre, lo que les ayudaría a comprender e interpretar el comportamiento de la luz como onda, experimentando y justificando el comportamiento de la luz al cambiar de medio, mediante la aplicación de la Ley de Snell. Este tipo de experiencias ayudan a la comprensión de la teoría ya que muchas veces estos contenidos pueden resultar de difícil comprensión al tratarse de conceptos bastante abstractos. En el siguiente enlace, del portal educativo FISICALAB, se hace una muy buena y breve descripción apoyada con ilustraciones de dicho efecto. Adjunto también el siguiente vídeo explicativo sobre dicho fenómeno.
Se trata de un experimento muy impactante que no dejará indiferente al alumnado. A continuación dejo el enlace de un vídeo con diferentes experimentos relacionados con la refracción y una pequeña explicación de cada uno de ellos.
Me ha parecido un experimento ideal para introducir en el aula el concepto de la refracción de la luz y la Ley de Snell. Ya que estos temas son difíciles de entender desde el punto de vista teórico y que aparecen en el currículum de la asignatura de física de segundo de bachiller (Bloque 4: Ondas. B4.7. Fenómenos ondulatorios: interferencia e difracción, reflexión e refracción; B4.8. Leis de Snell; B4.9. Índice de refracción), es muy fácil adaptar a los contenidos escolares por parte de los docentes este tipo de “trucos de magia” que durante tanto tiempo han usado los ilusionistas. Con ello, los alumnos se sorprenderán y disfrutarán, aprenderán y muchos de ellos reproducirán estos “trucos” con familiares y amigos, asimilando de forma casi inconsciente el funcionamiento de estos fenómenos. Creo que se podría realizar junto con este experimento otra sencilla ilusión óptica donde una moneda colocada debajo de un vaso de agua desaparece, ya que me parece muy interesante para explicar cómo, a partir de la ecuación de la Ley de Snell, el único ángulo en el que la moneda no desaparece de nuestra visión al traspasar dos medios de diferente índice de refracción es en la vertical (el ángulo del rayo incidente respecto a la normal es 0, y por lo tanto 0 debe ser el ángulo del rayo refractado). El vídeo del que hablo se puede ver en el siguiente link.
Esta es una actividad muy sencilla para ilustrar algunas de las consecuencias de la refracción y lo que implica el índice de refracción de los materiales. Esta actividad puede repetirse sin ningún problema con materiales más comunes, como es el caso de dos vasos de cristal (uno más pequeño que el otro) y aceite de cocinar, ya que, los índices de refracción de ambos materiales también son muy similares.
Además, se utilizan materiales baratos y es una experiencia que se realiza rápidamente, por lo que se pueden realizar paralelamente otro tipo de actividades sobre refracción y reflexión, como la actividad sobre hacer desaparecer una moneda bajo un vaso al añadir agua, debido a la desviación que sufre la luz al pasar de un medio a otro con distinto índice de refracción, como se ve en el siguiente vídeo.
Relacionado con el vídeo de este proyecto está el concepto de Relieve de los cristales en microscopía petrográfica. Si un cristal tiene el mismo índice de refracción que el medio en que está contenido, no seremos capaces de identificar sus bordes a no ser que tenga una coloración distinta. La luz no cambia su dirección. Si el contraste en los índices de refracción es alto, los bordes del cristal aparecerán como zonas oscuras, cuyo grosor será proporcional a la diferencia de índices de refracción. Esta página explica el concepto. Buscad la sección relativa al relieve y haced click en los enlaces de esa sección para ver las figuras ilustrativas.
Actividad útil para explicar los conceptos relacionados con los fenómenos ondulatorios (reflexión y refracción) del temario de Física de segundo de bachillerato lo cual facilita de este tipo de conocimientos más complejos a la hora de entender teóricamente. Además, el tipo de materiales y tiempo de realización son perfectamente adecuados para realizar en clase.
Estoy totalmente de acuerdo con mi compañera Sofía. Me parece un experimento muy sencillo para realizar en una sesión de Física de 2º de bachillerato que apoya la explicación del fenómeno ondulatorio de refracción, el cálculo del índice de refracción y la ley de Snell; todos ellos incluídos en el bloque de Ondas (bloque 4). Generalmente, estas explicaciones suelen hacerse solo de forma teórica y en mi opinión, cuando la ciencia se explica con experimentos facilita su comprensión y esto despierta un mayor interés por parte del alumnado.
Experimento fácil y útil para que los alumnos de secundaria comprendan los conceptos de reflexión y refracción. Como curiosidad, mencionar que el principio físico de la Ley de Snell está involucrado en la metodología de estudio de los fondos marinos mediante el uso de equipos acústicos.
Este tipo de actividades aportan la aplicabilidad y utilidad de todos esos conceptos que a los alumnos se les manda aprender. Cuando yo estudié las ondas, la reflexión y la refracción…todo era dogma de fé e imaginación, porque nunca se nos mostró de forma tan clara y visual para qué servían todas aquellas fórmulas y operaciones que nos mandaban hacer. Sólo existína los ejercicios ficticios muy ajenos a la realidad.
Interesante vídeo para explicar un concepto como a refracción en secundaria para o que tamén se podería empregar o seguinte vídeo, pensado para nenos.
Explorando publicaciones sobre la enseñanza de conceptos sobre óptica geométrica en educaciones pre-universitaria, he encontrado un trabajo muy interesante, concretamente un trabajo de fin de master, que utiliza la construcción en clase de un telecopio como herramienta para enseñar conceptos de óptica. Me ha parecido un trabajo muy intereasnte que, además, aporta otras herramientas muy interesantes para estudiar estos conceptos. El trabajo se llama ”Construcción y utilización del telescopio como herramienta didáctica para la apropiación de conceptos de óptica geométrica en la enseñanza de la física”. Pienso que es muy complejo de ejecutar, pero resulta muy interesante.
Vídeo ilustrativo y muy fácil de hacer. El fenómeno de la refracción también pasa en el océano, cuando al pasar la onda de luz solar de un medio menos denso como es el aire, a otro más denso como es el agua se produce un cambio en la dirección de propagación de la onda. Todos hemos experimentado alguna vez este fenómeno óptico cuando nos sentamos en el borde de una piscina con los pies dentro del agua, ¿verdad?
La ley de Snell dice el ángulo de refracción, pero, qué pasa si la ecuación no tiene solución? ¿Acaso no hay refracción? Marcos ha hablado de una piscina, quisiera ilustrar el ejemplo. Hay algunas piscinas que tienen focos en las paredes dentro del agua, es decir, sumergidos. Si tenéis la suerte de tener una piscina de este estilo, os fijaréis que por la noche (o por el día, pero de noche se verá mejor), al encender los focos, se produce un efecto que parece un espejismo. El contenido de la piscina, así como las piernas de los que nadan, se ven perfectamente iluminados, mientras que la gente que está sentada al borde de la piscina está casi a oscuras. Casi parece que la luz se queda atrapada en el agua, pues la gente al borde de la piscina no está taan lejos. Unos focos de semejante potencia deberían ser capaces de iluminar a unos metros de distancia. ¿Qué está pasando? Por ejemplo, en la foto de abajo, se ve que las paredes, bajo el agua están iluminadas, pero las paredes verticales por encima del agua están sumamente oscuras.
Pues que la luz que es emitida cerca de la línea del agua, llega a la superficie con un ángulo de incidencia alto digamos ~80º, y la ley de Snell dice que el ángulo de salida es… no tiene solución ¿No hay refracción, entonces? Exacto, y la ley de Snell y las matemáticas pueden predecirlo.
Experimento muy interesante y sencillo, además de resultar sorprendente para los estudiantes 🙂
El índice de refracción de una solución varía de acuerdo con su concentración. Por lo tanto, se puede conocer su concentración a partir de su índice de refreacción. Este método se conoce como refractometría, y el instrumento que se utiliza para llevarlo a cabo. Los primeros refractómetros surgieron a comienzos del S XX y hoy en día continúan siendo de uso común en diferentes ámbitos. Se componen de una fuente de luz, un prisma para refractar la luz y unas escalas para realizar las mediciones.
En el ámbito del diagnóstico clínico, los refractómetros se usan para medir la concentración de líquidos corporales como el plasma sanguíneo o la orina.
El Experimento que se presenta demuestra cómo el índice de refracción de la luz influye directamente en cómo nosotros percibimos los objetos y cómo los interpreta nuestro cerebro, creando ilusiones ópticas como las del ejemplo, en la que el vaso “desaparece”. En este ejemplo, un mismo índice de refracción entre el pyrex y el aceite hace que la luz sea desviada en el mismo ángulo y no se aprecien diferencias en el interior del líquido. Pero este tipo de ilusiones ópticas ocurren también cuando el índice de refracción varía entre las sustancias que atraviesa el haz de luz. Es lo que ocurre, por ejemplo, con los espejismos.
Si les preguntamos a nuestros estudiantes, probablemente recuerden haber visto en la carretera, en días de mucho calor, cómo se pueden apreciar una especie de charcos en la distancia que, sin embargo, van despareciendo a medida que nos acercamos con el coche. Estos espejismos se forman por diferencias de temperatura en las capas de aire que atraviesa la luz, que hace que varíe su densidad y su índice de refracción. Como se explica en el siguiente enlace, cuando la carretera se calienta mucho por exposición al sol, la capa de aire más próxima se encuentra mucho más caliente que las capas de aire superiores y por tanto es también menos densa que éstas, cambiando su índice de refracción. Esto hace que los rayos de luz se curven hacia arriba, de forma cóncava, en la proximidad de la superficie, de manera que recibimos una imagen invertida del objeto (por ejemplo, un vehículo que se acerca) como si estuviese reflejado por una superficie de agua.
Este experimento me parece muy fácil y útil para entender la refracción de la luz. Además se podría usar también un vaso de color para ver que la refracción depende de la longitud de onda tal y como observó Newton con el prisma. La luz de longitudes de onda diferentes se desvían según ángulos ligeramente distintos; esta dependencia entre el índice de refracción y la frecuencia de la luz se denomina dispersión.
Por cierto, en la microscopia de inmersión se emplea normalmente aceite de cedro entre la muestra colocada en un portaobjetos (vidrio) y la lente del microscopio porque tiene un índice de refracción casi idéntico al del vidrio. Esto permite una inmersión homogénea en aceite y elimina prácticamente la desviación del haz luminoso, aumentando así de manera significativa la eficacia de la lente.
Fantástico ejemplo. Muy visual. Ideal para explicar la ley de Snell los alumnos. Probablemente consigamos sorprenderlos, y que se interesen y será más fácil que recuerden la materia. Si tengo oportunidad lo haré en clase.
Paréceme un experimento moi sinxelo e sumamente ilustrativo dos conceptos que coa súa realización se traballan. A modo de resumo xeral, a luz é a radiación electromagnética cuxa enerxía radiante é transportada en fotóns ao longo dun campo de ondas. Todas as ondas electromagnéticas viaxan coa mesma velocidade no vacío. Sen embargo, as variacións de cor, dirección e intensidade, son manifestacións que nos permiten verificar que ocorren cambios cando a luz pasa dun medio a outro. Estes cambios débense ás interaccións das ondas cos átomos que compoñen o medio, os cales absorben e emiten radiación. Se o material é transparente, parte da radiación se transmite a través del. Dito proceso de absorción e emisión leva un tempo, e fai que a velocidade promedio sexa menor no vacío. Esta velocidade depende do material e se relaciona co índice de refracción absoluto dun medio transparente. Se o índice de refracción dun medio é maior que o outro, dícese que ten maior refrixencia e menor refrixencia no caso contrario. Se dous medios teñen a mesma refrixencia, teñen continuidade óptica. Cando a luz se refracta, cambia de dirección porque se propaga con distinta velocidade no novo medio. Así mesmo, cando a luz se refracta, existe unha relación entre os ángulos formados polos raios de luz en cada medio. A lei que os relaciona é a Lei de Snell.
Este experimento es muy visual a la par que sencillo de realizar, puesto que son materiales 1- presentes en cualquier laboratorio (vaso de pyrex) o 2- de fácil adquisición (en cualquier droguería, farmacia o supermercado), con lo cual no hay excusa para no emplearlo como recurso educativo en el aula cuando se explican las propiedades de la luz, por ejemplo, o las propiedades ópticas de los materiales.
Como muy bien se explica el índice de refracción es el cociente de la velocidad de la luz en el vacío y la velocidad de la luz en el medio cuyo índice se calcula. Podríamos hacer una búsqueda sobre que materiales tienen igual índice de refracción y valorar si se podría hacer un experimento similar. En este video en lugar de usar aceite emplean almíbar presentando un comportamiento similar. En este video vemos como como se desvían los rayos de la luz al pasar por el agua y lo que pasa con una imagen, siendo también una prueba sencilla y rápida. También me gustaría resaltar la belleza que pueden ocasionar estos efectos de la luz atravesando distintos medios, os dejo este enlace para que le echéis un ojo si os apetece.
Un vídeo de un experimento muy simple e ilustrativo. De los dos con acceso a reproducción directa sobre la página me parece más interesante al forma de proceder del segundo ya que la diferencia es más evidente en éste. Sin duda, otro experimento más a añadir a la lista de “para hacer en clase”.
Por otro lado, los enlaces de más información son acertados y con buena información. Aunque si nos quedamos con dudas, siempre encontraremos diferentes explicaciones en internet.
La refracción junto con un poco de creatividad da lugar a fotografía creativa.
Es curioso lo increíble que pueden parecernos este tipo de demostraciones. Cuando al explicar que la luz modifica la trayectoria al cambiar el medio en el que se propaga cuando este tiene diferente índice de refracción, y se ejemplifica con demostraciones en agua, al estar acostumbrados a observar esa “cambio” nos parece lo normal, sin embargo, cuando esa modificación no se produce, y ocurre lo que se observa en el vídeo, es realmente cuando se acaba de asimilar e interiorizar el concepto del índice de refracción y su variación, o no variación, a través de diferentes medios.
Vídeos muy interesantes para explicar la Ley de Snell a nuestro alumnado. Además, se emplean materiales sencillos que también tendrían nuestros alumnos en casa, lo que podrían repetir esta experiencia con su familia y amigos como si de un truco de magia se tratase. Como tarea complementaria a esta experiencia, los alumnos podrían trabajar con simuladores de la Ley de Snell, como por ejemplo este laboratorio virtual de la Universitat Politècnica de València. Para los alumnos más aventajados, podrían trabajar con la aplicación GeoGebra para construir un escenario ilustrativo de la Ley de Snell.
Video que muestran de manera muy llamativa el fenómeno de refracción de la luz. Con materiales sencillos se puede demostrar la Ley de Snell.
También podríamos hacer desaparecer el vidrio Pyrex sumergiéndolo en glicerina o aceite mineral, aunque hay que tener en cuenta que cada variedad de aceite mineral tiene una densidad y un índice de refracción diferente. Por lo tanto, para igualar el índice de refracción del vidrio Pyrex necesitaríamos una mezcla de variedades diferentes. Para conseguir esta mezcla, introducimos un objeto de vidrio Pyrex en un vaso de precipitados de vidrio y vertemos aceite mineral pesado hasta que esté parcialmente sumergido. Posteriormente, agregamos aceite mineral ligero y homogeneizamos lentamente. Cuando la mezcla sea de dos partes de aceite mineral pesado por una parte de aceite mineral ligero, observaremos que la mayoría del vidrio Pyrex desaparece. Como curiosidad, también podemos añadir que el jarabe de Karo tiene un índice de refracción cercano al del vidrio. Podemos diluir este tipo de aceite con agua para combinarlo con diferentes tipos de vidrio. Es posible que funcione con otros jarabes de maíz de color claro, por lo que sería interesante experimentar y comprobar qué sucede.
La invisibilidad siempre ha fascinado a la humanidad. Este experimento es un claro ejemplo de que se puede llegar a conseguir en cierto modo, sin embargo, sumergir un cuerpo en un líquido con el mismo índice de refracción no es el único modo de conseguirlo. Una experiencia que consigue el mismo efecto es mediante el uso de lentes Fresnel, las cuales se caracterizan por presentar unos cortes en su superficie que permite aligerar su grosor y dotarlas de gran apertura y corta distancia focal sin necesidad de que presenten un gran peso o volumen. Un tipo específico de lente Fresnel es la denominada lente Lubor en la que la luz que entra en un ángulo obtuso por la parte posterior de la lente y se proyecta directamente hacia adelante haciendo que parezca que las imágenes que están a la izquierda o la derecha de la lente son en realidad rectas detrás. Esto se consigue porque las crestas o prismas de la lente están alineadas de forma vertical. De este modo si se coloca un objeto detrás de la lente (como unas barras de metal en vertical) el objeto va a desaparecer, creando esta ilusión óptica donde parece que las barras sean invisibles. En cambio, si se gira la lente 90º sí se podrán ver las barras. Dejo un vídeo donde se muestra este experimento.
En mi opinión, las actividades manipulativas en el campo de la óptica geométrica son muy necesarias, porque su desarrollo matemático y trazado de rayos puede ser poco atractivo. En cambio, los fenómenos de luz y color suelen captar la atención. En la web de un este proveedor de componentes ópticos hay videos muy explicativos y simuladores para experimentar e interaccionar con componentes ópticos cómo en un laboratorio virtual.
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Indagando en la literatura sobre la refracción, he llegado al siguiente artículo donde se recrea el mismo experimento pero empleando aceite de girasol. Lo interesante de esta diferencia de aceites es que el aceite de girasol contiene ciertos componentes fluorescentes naturales, de modo que si dos láseres tienen una longitud de onda suficientemente corta, pueden inducir esta fluorescencia y revelar el objeto invisible. ¿Ocurrirá lo mismo con el aceite Johnson´s?
Comparto estos enlaces que me parecen de gran interés dentro del tema de la refracción: el primero que, además de explicar el concepto, proporciona un laboratorio virtual sobre el que se puede trabajar, y el segundo que muestra vídeos y proporciona ejercicios y recursos muy interesantes.
Creo a la hora de explicar la refracción de la luz en clase hay muchos experimentos que pueden hacer y les ayudará a entenderlo. Por ejemplo, el simple de un vaso de agua con un lápiz dentro. La refracción de la luz hará que veamos el lápiz partido. O un vaso lleno de agua que hará que veamos la flecha en la orientación opuesta a la que está dibujada, esto lo podéis ver muy bien explicado en este enlace.
El fenómeno de refracción es muy útil para la industria. Se mide con refractómetros (muy customizados en función del uso/industria) que se usan, por ejemplo para comprobar: la salinidad del agua, la dulzura de las bebidas, el contenido de hidrocarburos de los combustibles para motores, la concentración de azúcar en una fermentación o la concentración de jarabe de arce.
Encontré otro video en el que explica con mucho detalle los índices de refracción y la ley de Snell. Este vídeo viene de un programa de divulgación del Csic. Creo que es muy interesante, por eso os lo comparto.
Este experimento sobre la refracción permite introducir conceptos y leyes de forma muy atractiva utilizando materiales fáciles de conseguir, pudiendo obtener un vaso de precipitados de pyrex por un precio entre los 50 y 200 euros. De esta manera, se puede explicar la ley de Snell de una manera más práctica y didáctica a un público sin conocimientos en la óptica. También se pueden realizar experiencias de este tipo al meter un objeto en un vaso de agua y ver cómo se desvía al entrar en el nuevo medio, aunque estas experiencias son menos vistosas que este caso con el pyrex. De todas maneras, es importante conocer este fenómeno, ya que de esta manera se puede tener un conocimiento más exacto de la posición de los objetos en el agua. También cabe destacar que gracias a la refracción se pueden realizar análisis de productos químicos, lo que tiene una gran utilidad en la industria alimentaria o en la ciencia.
Experimento muy interesante para explicar la refracción de la luz. Con materiales muy sencillos, que todos podemos tener en el aula o en nuestras casas podemos demostrar la ley de Snell a nuestro alumnado. Otros experimentos que podrían resultar interesantes para explicar la refracción podrían ser: introducir un lápiz en agua u otro fluido y ver como se deforma, utilizar un láser y ver como se desvía el haz de luz… Además, estos experimentos pueden ser el punto de partida para explicar la importancia y las utilidades de la refracción de la luz en la industria.
La primera vez que escuché hablar de este fenómeno fue en 2015. Fue en una clase de Física, donde un profesor nos explicó el extraño suceso que le ocurría a un pez llamado pez arquero. Este pez se coloca justo debajo de un insecto, que toma como presa, y lo derriba mediante un chorro que expulsa por la boca a presión (como si se tratase de una pistola de agua de las que se utilizan para lavar los coches). Lo curioso viene en que el pez observa en una posición que no es la verdadera al insecto por encima del agua (debido al cambio en el índice de refracción de los medios, de agua a aire), por lo que debe calcular la posición del insecto previamente a lanzar el chorro que derribe a su presa y le permita alimentarse. Este es un claro ejemplo de la ley de Snell en la naturaleza, y como un simple pez es capaz de aplicarla con el único fin de poder alimentarse. De hecho, me acuerdo que buscamos información después de eso sobre el suceso y encontramos este blog que lo explica perfectamente.
Dende o meu punto de vista como bióloga e futura docente, vexo neste vídeo un camiño moi axeitado para incentivar no alumnado unha motivación e interese por adquirir coñecementos e afianzar conceptos de fenómenos físicos, os cales son moi comúns na vida cotiá de todos e todas. Así mesmo, explícase dunha forma moi visual o traxecto que toma a luz ante dous medios diferentes, que dependendo do índice de refracción dos mesmos, comportarase e indicirá dunha maneira ou doutra. Neste caso particular móstrase como o recipiente desaparece posto que ten o mesmo índice de refracción que o aceite de bebé, semellando incluso un efecto propio dunha actuación de maxia. Máis tamén se se introducise outro obxecto con distinto índice de refracción, podería ser tamén outro recipiente pero con outro tipo de vidro distinto, ou cambiando o medio líquido, neste caso o aceite, por auga corrente, o obxecto introducido seguiríase vendo. Na miña opinión un experimento moi bo a nivel práctico. Demostración sencilla e de facil acceso, posto que os materiais requeridos non son de elevado coste.
Dejo un enlace relacionado con la aplicación de las propiedades de refracción de la luz a la vida diaria, y a un aspecto tan cotidiano como el del uso de gafas. En este vídeo nos cuenta cuáles son los problemas más habituales de visión y cómo a lo largo de los siglos se ha ido desarrollando el conocimiento para su corrección usando las propiedades de los cristales. Me parece un vídeo muy interesante que permite entender cómo trasladar un concepto físico al día a día.
Un experimento realmente sencillo pero, desde mi punto de vista, absolutamente efectivo, ya que produce un impacto en los que lo observan. Es el tipo de experimento que al llegar a tu casa se lo mostrarías a tus amigos o a tus padres para impresionarlos. Creo que este tipo de experimentos son los que causan impacto en el alumnado y que difícilmente olvidan a lo largo de su vida, con lo cual, creo que el objetivo se alcanza. Paso un enlace de otro experimento muy similar, aunque no tan impactante…
Un espectacular experimento consiste en crear un medio inhomogéneo estratificado, para lograrlo, se requiere una cubeta grande de paredes transparentes, agua, azúcar, un puntero láser y paciencia. Este vídeo ofrece instrucciones. En este caso, se crea un medio cuyo índice de refracción disminuye conforme nos elevamos del fondo de la cubeta. En este enlace, hay información complementaria. Finalmente, dentro del tema de aplicaciones, este artículo: “¿Cómo estimar la concentración de azúcar en gaseosas? Una introducción a la refractometría”, resultará interesante.
Me parece un experimento interesante, fácil, barato y de posible aplicación en el aula.
Un experimento moi visual que sen dúbida causa un impacto moi positivo no alumando, fomentando así as súas ansias de aprender sobre estos temas tan importantes, e con tanta aplicación na vida real. Achego en enlace de un documento donde se fai unha breve explicación deste fenómeno e introduce varios experimentos que se poderían levar a unha aula. Entre eles o experimento de Daniel Collandon, que se pode ver por exemplo na iluminación das fontes do Hotel Bellagio.
Resulta muy llamativa esta consecuencia del principio de refracción de la luz, que tiene su explicación en los mismos valores de los índices de refracción del vidrio y del aceite que conduce a la “desaparición” del objeto. Este fenomeno tiene toda clase de aplicaciones más allá de este experimento tanto a nivel de aplicaciones ópticas como aquellas que se derivan en otros campos como puede ser la industria alimentaria al ser los refractometros instrumentos relevantes para el análisis de productos líquidos y control de operaciones durante el procesamiento de diversos alimentos, como podemos apreciar en múltiples referencias como el siguiente enlace.
Es un experimento muy visual que ayuda a atrapar la atención de los alumnos. El índice de refracción de una sustancia es un parámetro útil para la medida de concentración de determinados compuestos. Esto es de utilidad a nivel de laboratorio. Se construyen curvas de calibración para disoluciones a diferentes concentraciones empleando sus índices de refracción correspondientes. De este modo, y midiendo el índice de refracción de una muestra de concentración desconocida, ésta se puede obtener con la curva de calibración.
Muy interesante el uso de jabón Johnson y que tenga el mismo índice de refracción que el vaso de precipitados Pyrex. Me pregunto que otros materiales habrá que se puedan emplear con el mismo sistema…
Con este tipo de experimentos en clase se puede conseguir mucha motivación por parte del alumnado. En especial, el hecho de que el vaso de vidrio Pyrex se haga “invisible” los va a dejar anonadados. Para ver que esta situación solo ocurre porque el aceite de bebé y el vidrio Pyrex tienen el mismo índice de refracción, una vez finalizada esta experiencia se puede realizar la misma experiencia pero sustituyendo el aceite de bebé por agua. En este caso sí que se observa el vaso, ya que los índices de refracción son diferentes.
Otro experimento muy conocido para mostrar este fenómeno consiste en introducir una cuchara u otro objeto en un vaso con agua y ver que la parte sumergida parece doblada.
Por último, dejo el enlace a un vídeo donde este fenómeno se relaciona con ilusiones ópticas. En este vídeo da la sensación de que al añadir agua los objetos cambian su sentido.
O vídeo proposto para demostrar que o índice de refracción do aceite de bebé é o mesmo que o do Pyrex é moi ilustrativo para introducir na aula é explicar este concepto. Outro exemplo deste fenómeno pódese ver no seguinte vídeo. Neste vídeo realízanse experimentos con dous líquidos distintos, por un lado glicerina e por outro unha disolución concentrada de azúcar en auga (almíbar). Nestas solucións introducirase un vidrio vendo como aparentemente desaparece, esto é debido a que os índices de refracción da glicerina (1,473), do almíbar e do vidrio (1,45) son moi similares. Como indicado por Snell o índice de refracción determina canto se desvía ou se refracta a traxectoria da luz ó entrar nun material, a dirección da refracción da luz cambiaría ó pasar de un medio a outro con distintos índices de refracción. Nestos casos, ó ser os índices de refracción moi parecidos, non se produce cambio de ángulo da luz ó pasar dun o outro, de maneira que o vidrio parece invisible. En cambio, se non introducimos ningún líquido no recipiente de maneira que conteña só aire, o vidrio veríase perfectamente, dado que o índice de refracción do aire (1) é menor que o do vidrio (1,45).
Como se di noutros comentarios a refracción é o cambio de dirección dunha onda cando esta pasa dun medio a outro. No caso da óptica esa onda é a luz.
Podemos observar este fenómeno ao meter unha culler nun vaso de auga. Ao introducir a culler pódese ver como se se dividira, isto débese a que a culler pasou dun medio (aire) a outro (auga) e cambiou a sú velocidade de propagación e o seu índice de refracción.
Es una actividad con un resultado que impresiona cuando lo ves y puede ser muy recurso para plantearlo al inicio de una sesión y generar el interés de los alumnos . Además, es fácil de realizar al necesitarse elementos que tenemos todos en casa
Experimento sencillísimo y al mismo tiempo muy visual. Esto es muy útil para explicar la ley de Snell en la que la refracción de luz a través de dos sustancias diferentes puede llegar a estos niveles de refracción y no explicarla como algo teórico y abstracto con el típico ejemplo del agua y la posición real de los peces desde tu punta de vista desde el exterior del agua. Estas cosas tan simples son las que le despiertan el interés a los alumnos.
Un experimento genial para usar en ESO. Nada como enseñar divirtiendo, y en este caso podríamos incluso darle un toque de truco de magia, lanzar las preguntas y posibles teorías de los alumnos, para luego rematar con la explicación de la relación entre índice de refracción, la velocidad de la luz en el vacío y la velocidad de la luz en el medio. Una actividad explicativa muy sencilla de preparar y económica. Incluso los alumnos podrían hacerlo en casa para enseñarlo a su familia, etc… No hay mejor manera de aprender que poder transmitirlo a otros.
Me parece un experimento sencillo y muy ilustrativo para el alumnado. A veces con poco se puede conseguir un aprendizaje significativo. Creo que es el mismo fenómeno por el cual se crea el arco iris. La refracción en este caso se da cuando la luz atraviesa gotas de agua y debido a que cada longitud de onda se refracta con un ángulo diferente, la descomposición en colores es posible, generando cada color del arcoíris.
Es un experimento muy rápido y muy sencillo a la vez que visual que permite demostrar un concepto algo complejo de explicar como es la ley de Snell. Lo único que no me termina de gustar es que considero que es un experimento que en general a los alumnos les gustaría desarrollar después en casa y enseñarlo, y sin embargo, al necesitar un vaso de pyrex en general los alumnos no podrán realizarlo. Por lo demás y por lo que al espacio educativo se refiere repito que lo considero una muy buena práctica. Fácil, sencilla, vistosa y rápida.
¡Qué interesante!
¿Pasaría lo mismo con aceites de bebé de otras marcas sea cual sea su origen o ingredientes? Habría que probar 🙂 Interesante..
Interesantísimo experimento para, de una forma visual, entender el concepto del índice de refracción. Sería interesante localizar otros materiales que nos permitan realizar un experimento similar, que tengan unos índices de refracción similares para que uno desaparezca dentro del otro. Estoy seguro que a los alumnos de secundaria les quedará muchísimo más claro este concepto con este experimento que solamente con las fórmulas o la explicación en la pizarra, y además les resultará mucho más atractivo e interesante.
Gran experimento para realizar en el aula. Sería interesante probarlo con diferentes objetos, como por ejemplo como se realiza en este video con agua y bolas de hidrogel.
Experimento rápido e sinxelo da ley de Snell entre dous corpos co mesmo índice, que permite o alumnado sacar conclusións rapidamente. Se queremos profundizar no tema da invisibilidade con lentes deixovos o seguinte vídeo.
Este experimento es una manera interesante de explicar la ley de Snell. Además, es muy visual y fácil de hacer, por lo que permite que los alumnos aprendan este concepto y lo recuerden con mayor facilidad, ya que explicado sin ningún experimento de apoyo quedaría como un concepto abstracto que olvidarían rápidamente. Como curiosidad, hace poco tuve una experiencia similar con unas bolas de orbeez transparentes. Estas bolas están rellenas de un hidrogel que tiene un índice de refracción muy similar al del agua. De esta forma, al sumergirlas en agua desaparecen. Por tanto, este podría ser otro experimento interesante y fácil de hacer para explicar este concepto.
Un experimento muy curioso. En el siguiente enlace se lleva a cabo el mismo experimento con aceite de cocina y vidrio, elementos fáciles de encontrar.
El ejercicio es muy visual y captará la atención de los alumnos ya que se puede presentar como “un truco de magia”, algo que captará sin duda la atención del alumnado. Se podrían hacer otros ejemplos de refracción que también les ayudarían a entender el concepto.
La refracción de la luz es el cambio en la dirección de propagación de una onda electromagnética debido a un cambio en su medio de propagación. Este fenómeno se explica mediante la ley de refracción de Snell, que establece que el índice de refracción de un medio es proporcional a la relación entre la velocidad de la luz en el medio vacío y en el medio considerado. La refracción es responsable de fenómenos como la aparición de arco iris, el cambio de dirección de un rayo de luz al atravesar una superficie lisa, o la aparición de una imagen borrosa cuando se mira a través de un medio con un índice de refracción diferente al del aire. En la web Physics classroom podemos encontrar diferentes actividades sobre este fenómeno.
Es un experimento sencillo y vistoso, perfecto para realizar el el aula. Esto sucede debido a que al tener el mismo índice de refracción el vaso y el fluido que lo rodea, la luz atraviesa el conjunto como si fuera uno, y el ojo lo interpreta de la misma manera, siendo incapaz de ver el vaso.
Aunque el experimento propuesto va en la dirección del análisis del fenómeno de la refracción con ondas de luz podemos proponer al alumno que intente proponer experimentos en los que se extrapole el mismo principio a otro tipo de ondas. Por ejemplo, con ondas sonoras tal como podemos ver en la siguiente dirección de YouTube.
Se denomina índice de refracción al cociente de la velocidad de la luz en el vacío y la velocidad de la luz en el medio cuyo índice se calcula. Se simboliza con la letra n y se trata de un valor adimensional. La luz se refracta (cambia de velocidad y de dirección de propagación) al pasar de un medio a otro cuando incide oblicuamente sobre la superficie de separación de los dos medios y estos tienen diferentes índices de refracción (por eso no ocurre en el ejemplo del aceite Johnson y el vaso de vidrio Pyrex, que tienen el mismo índice de refracción). En esta simulación se producen dos cambios de medio: del A al B y del B al C. El alumnado puede jugar a modificar el ángulo de incidencia de la luz y los índices de refracción de los diferentes medios y observar lo que ocurre. ¡Os recomiendo probarlo!
Conviene destacar que los ojos ven imágenes y éstas pueden engañarnos. Los rayos de luz, al pasar de un medio a otro se desvían siempre que haya un cambio de índice de refracción, por eso no apreciamos el recipiente de Pyrex. Por la misma razón es tan peligroso que se rompa un vaso de cristal en una piscina, a pesar de no ser el mismo índice de refracción son bastante cercanos, ya que el índice del agua es 1,33 y del vidrio entorno a 1,55.
Es impresionante. Muy buena manera de explicar el concepto.
Parece misterioso, arte de magia. Analizando en la explicación del vídeo me parece interesante comentar lo siguiente: Para qué sirve un refractómetro? Un refractómetro hubiera sido muy útil para conocer el ángulo de refracción del aceite que hemos utilizado en este experimento en el que has aprendido cómo hacer desaparecer un vaso. En realidad, este dispositivo tiene una aplicación muy útil en la industria alimentaria.Un refractómetro utiliza el índice de refracción que produce la luz en una disolución para medir la concentración de azúcar de dicha disolución. El refractómetro proyecta la curva que produce la luz en una retícula para determinar el ángulo que forma la luz. El valor obtenido se representa en grados Brix, que es el porcentaje de azúcar o sacarosa que tiene la muestra en cuestión.
Con experiencias como estas, se ayuda a la comprensión de la teoría , puesto que muchas veces estos contenidos resultan de difícil comprensión al tratarse de conceptos bastante abstractos. Permite explicar el índice de refracción de la luz al atravesar distintos materiales. Sencillo e ilustrativo.
Vaya forma más sencilla para explicar el índice de refracción!
Me parece muy interesante para los alumnos. Pueden ver que fundamentos hay detras de este truco de mágia y captar su atención.
Interesante la forma de explicar el fenómeno de la refracción y muy útil para la vida adulta del alumno, por ejemplo así le resultará más fácil entender la refracción en un estudio de ecografía. Por el cual el haz ultrasónico se desvía cuando incide con un ángulo determinado sobre la interfase entre dos tejidos que poseen diferentes velocidades ultrasónicas, por ejemplo el músculo y el agua. Y por hablar de otro fenómeno de cómo es la reflexión, la cual le ocurre al hueso cuando sobre el incide un haz de ultrasonidos.
Este experimento lo vimos el otro día en clase. Yo ya había visto un video en youtube con respecto a esto y me parecía bastante increíble, pero al verlo en directo me pareció fascinante; si que a contra luz se puede apreciar levemente los dos líquidos distintos.
La refracción de la luz hace que ésta cambie de dirección al pasar de un medio a otro con distintos índices de refracción. Cuando los índices de refracción son muy parecidos, no se produce cambio de ángulo de la luz al pasar de uno a otro y hace que parezca invisible. El concepto índice de refracción es un concepto algo abstracto, que resulta fácil de comprender mediante estas experimentaciones. También me resulta de interés poder acercar la magia a la ciencia
El índice de refracción desempeña un papel importante en una variedad de tecnologías y dispositivos ópticos utilizados en nuestra vida cotidiana.En la fabricación de gafas, cámaras y otros dispositivos ópticos, el índice de refracción es crucial para determinar la forma y el grosor de las lentes, lo que afecta a la calidad de la imagen.
La ley de Snell es bastante curiosa si se le aplica un poco de juego en la vida real. En las piscinas con uno de los lados acristalados, podemos ver a personas “descabezadas“, ya que gracias a la refracción, veremos su cuerpo en una zona de la piscina mientras la cabeza, que está fuera del agua, estará en otra. Lo que sin duda parece magia, no es más que física aplicada de forma divertida.
Esta ley es peculiar por el efecto visual que provoca. Por otro lado, me gustaría nombrar a algunas mujeres que han hecho contribuciones significativas en esta área, porque aunque estas mujeres no se centraron exclusivamente en la ley de Snell, sus contribuciones a la óptica y la ciencia en general han influido en la comprensión de los principios ópticos, incluidos aquellos relacionados con la refracción de la luz. Entre ellas se encuentran Maria Cunitz (1610-1664. Astrónoma y matemática); Laura Bassi (1711-1778. Física); Caroline Herschel (1750-1848. Astrónoma); Mary Somerville (1780-1872. Científica y matemática); y Rosalind Franklin (1920-1958. Biofísica y cristalógrafa).
Este experimento lo realizamos el otro día en clase y llamó la atención de todos los compañeros. Presenta un carácter muy visual, ideal para explicar la refracción en la asignatura de física y química de 2º o 4º de ESO.
Un dato curioso relacionado con la ley de Snell es la formación del arco iris. Cuando la luz del sol atraviesa las gotas de lluvia en la atmósfera, experimenta refracción y reflexión interna múltiple, siguiendo la ley de Snell. Este proceso separa la luz en sus diferentes componentes, creando el arco iris.
Me gustó mucho este experimento, sin duda lo aplicaría en mis clases para trabajar la ley de Snell. Como aplicación, podría comentarse que tiene una gran importancia en la corrección de la visión con gafas o lentillas, así como en el los diferentes instrumentos ópticos que se utilizan para estudiar el ojo.
Experimentos como este me parecen muy acertados para llevar al aula, ya que suelen captar la atención de los estudiantes al presentar fenómenos físicos que, a primera vista, pueden parecer “magia”. Estas actividades resultan interesantes y atractivas para el alumnado, lo que facilita la retención de la información que necesitan aprender, en este caso el concepto de refracción.
Me parece un experimento muy útil para aprender un fenómeno físico de una manera entretenida para el alumnado que está tan acostumbrado a ver de todo. Además el material es muy fácil de conseguir en cualquier supermercado y de tenerlo en cualquier laboratorio de un centro educativo. Como bien dicen en un comentario anterior parece “magia” pero la realidad es que es ciencia.
El tipo de materiales y tiempo de realización son ideales para realizar en clase. Es una actividad útil para explicar los conceptos relacionados con los fenómenos ondulatorios (reflexión y refracción) del temario de Física de segundo de bachillerato. Al ser un experimento tan visual, simplifica notablemente comprender este tipo de conceptos, que quizá son más complejos de entender teóricamente.
¡Me parece una experiencia muy chula para mis clases! Con pocos materiales y que tengo a mi alcance en las aulas. Me ha inspirado además a probarlo con otros materiales con diferentes índices de refracción para ver cómo afecta el medio a la visibilidad. O incluso repetir este experimento calentando el aceite para analizar si un cambio de temperatura puede alterar el resultado del experimento.
Este experimento me parece una herramienta educativa efectiva para captar la atención de los estudiantes y motivarlos a interesarse por la física de la luz. Las demostraciones visuales son fundamentales para hacer que conceptos abstractos como la refracción sean más accesibles y comprensibles. Un ejemplo cotidiano que ilustra este fenómeno se observa al intentar coger una piedra sumergida en agua. Es común fallar en el primer intento debido a que la piedra está más profunda y desplazada lateralmente de lo que aparenta. Este fenómeno se debe a la distorsión en la apariencia de objetos bajo el agua cuando se observan desde el aire, causada por el cambio en la velocidad de la luz al pasar del agua al aire. Como docente, es crucial relacionar la teoría con aplicaciones prácticas de la vida diaria. Por ejemplo, en actividades como la pesca o el buceo, comprender cómo se distorsionan las imágenes es fundamental. Los pescadores deben ajustar su posición y ángulo de visión para compensar los efectos de la refracción y localizar correctamente a los peces. En el buceo, la refracción afecta no solo la percepción de tamaño y distancia de los objetos, sino también cómo se perciben los colores bajo el agua. A medida que aumenta la profundidad, ciertos colores se absorben más rápidamente, comenzando por los rojos y naranjas, debido a que las ondas luminosas de estos colores tienen menos energía y son absorbidas en la superficie del océano, mientras que la luz azul penetra mucho más profundamente. Una curiosidad interesante relacionada con este tema es la adaptación de ciertos animales marinos. Los animales rojos y negros son comunes en las profundidades del mar porque a esa profundidad, hay pocas o ninguna onda de luz roja reflejada. Como resultado, estos animales parecen grises o negros, haciéndolos casi invisibles para otros organismos. Esta adaptación les proporciona una ventaja evolutiva, ayudándoles a evadir depredadores en un entorno donde hay pocos lugares para esconderse.
Este experimento es fascinante y, además, puede presentarse como un auténtico truco de magia en clase. La desaparición del vaso de precipitados al sumergirlo en el aceite Johnson parece casi mágica, y resulta una forma fantástica de captar la atención de los estudiantes. Una idea interesante sería plantearlo como un desafío: pedirles que traten de descubrir cuál es el “truco” detrás de lo que están viendo. Esto despertaría la curiosidad del alumnado y fomentaría el pensamiento crítico y la discusión científica en grupo. Una vez resuelto el misterio, se puede profundizar en conceptos ópticos como el índice de refracción y en cómo, al ser igual para ambos materiales, la luz no se desvía, haciendo que el vaso sea prácticamente invisible. Este enfoque podría convertir un concepto abstracto en algo visual, dinámico y memorable.
En relación a este tema, vengo a recomendar la siguiente lista de reproducción donde se aborda la explicación del índice de refracción desde un punto teórico (resaltando la importancia del carácter ondulatorio y capacidad de interacción electromagnética de la luz) y experimental. Más en particular, me parece de gran interés la explicación de (i) cómo cambia la velocidad de la luz cuando cambia el medio ( ) y (ii) cómo esa deceleración implica el cambio del ángulo de propagación de la onda de luz.
¡Qué experimento tan fascinante! Ver cómo el vaso de Pyrex “desaparece” en el aceite para bebés me dejó asombrado. Es una demostración simple pero impactante del índice de refracción y cómo afecta a la propagación de la luz. Como futuro profesor, me encantaría usar este tipo de experimentos visuales para explicar conceptos complejos de física de forma accesible y memorable para mis estudiantes. La simplicidad de los materiales necesarios (un vaso de Pyrex y aceite para bebés) lo hace ideal para realizar en el aula. Sin duda, es una excelente herramienta didáctica para introducir temas de óptica y despertar la curiosidad científica en los alumnos.