411 Refracción y lápiz quebrado.

Para realizar nuestro experimento necesitamos un vaso, agua, aceite Johnson, alcohol y un palito.

En primer lugar llenamos medio vaso con agua y luego metemos el palito. Al desplazar el palito parece romperse.

Luego repetimos el experimento dejando sobre el agua una capa de aceite Johnson y otra capa de alcohol. Los resultado son parecidos.

El aceite Johnson impide que el agua y el alcohol se mezclen. El alcohol se deja caer con cuidado por las paredes del vaso para impedir que entre en contacto con el agua.

Explicación
El agua es más densa y permanece en el fondo del vaso. El aceite es menos denso y flota sobre el agua sin mezclarse (son líquidos inmiscibles). El alcohol es el menos denso de los tres líquidos y permanece sobre el aceite sin mezclarse,

La luz se desvía al cambiar de medio (refracción de la luz) y por ese motivo el palito parece quebrado. La refracción se produce si la luz incide oblicuamente sobre la superficie de separación de los dos medios y se origina por el cambio de velocidad de propagación de la luz al pasar de un medio a otro (por ejemplo del agua al aire).

400 Ocultar mensajes

Para realizar nuestro experimento necesitamos un frasco transparente con tapadera y agua.

En primer lugar llenamos el frasco con agua y lo cerramos con la tapadera.

Si colocamos un papel con algunas letras o números a una cierta distancia del frasco, al mirar a través del frasco vemos que la imagen aparece invertida. Si el frasco está en posición horizontal cambia la parte de arriba por la de abajo y si el frasco está en posición vertical cambia la izquierda por la derecha.

Con algo de práctica podemos usar el frasco con agua para ocultar mensajes (ver vídeo).

Explicación

La luz que pasa por el frasco con agua se refracta y se desvía. La refracción de la luz es el cambia que experimenta la velocidad y la dirección de propagación de la luz al pasar de un medio a otro medio con distinto índice de refracción. Colocado a una cierta distancia del objeto, el frasco lleno de agua se comporta como una lente convergente que proporciona una imagen invertida.

366 Superhéroe invisible bajo el agua

Para realizar nuestro experimento necesitamos una pecera mediana, agua, un vaso largo y un superhéroe de juguete que quepa en el vaso.

En primer lugar llenamos la pecera de agua y luego dejamos el superhéroe en el fondo del vaso.

Si metemos el vaso en la pecera procurando que no entre agua vemos que, para un cierto ángulo de visión, el superhéroe desaparece ante nuestros ojos. Si luego dejamos que el vaso se llene de agua el superhéroe se hace visible.

Explicación

Nosotros vemos los objetos que están debajo del agua cuando llega a nuestros ojos la luz reflejada en dichos objetos. Al salir la luz del agua los rayos de refractan (se desvían) al cambiar de medio.

Si metemos el vaso con el superhéroe en el agua de la pecera la luz reflejada en el superhéroe sufre una primera refracción al pasar del aire del vaso al agua y  luego, al llegar los rayos a la superficie del agua con un cierto ángulo de incidencia, se produce la reflexión total y la luz queda atrapada en el agua. 

Si llenamos el vaso con agua desaparece la doble refracción y el superhéroe se hace visible.

267 Profundidad aparente y refracción de la luz

Para realizar nuestro experimento necesitamos una bolita pequeña, un cuenco, agua, unos palitos de madera, un tornillo y una tarjeta de plástico o de corcho.

Clavamos un tornillo o un alfiler en el centro de la tarjeta de plástico y en el extremo ponemos la bolita. Luego colocamos la tarjeta con la bolita hacia abajo sobre un cuenco. 

Por último llenamos el cuenco con agua poco a poco.

A medida que añadimos agua la bolita parece subir.

Explicación

La refracción de la luz es el cambio que experimenta la dirección de propagación de la luz cuando cambia de medio. Dicha desviación se produce si la luz incide oblicuamente sobre la superficie de separación de los dos medios.

Una consecuencia de la refracción de la luz es que parece que sube los objetos sumergidos en el agua. Si miramos la superficie plana del agua los objetos sumergidos parecen estar a una profundidad menor de la que realmente están y dicho fenómeno se llama profundidad aparente.

En nuestro experimento la bolita de plástico que se encuentra sumergida en el agua a una profundidad real de unos centímetros parece estar pegada a la superficie. 

  

240 Invisibilidad

Para realizar nuestro experimento necesitamos unas perlas de hidrogel y un vaso con agua. 

El hidrogel es un polímero capaz de absorber gran cantidad de agua. Se comercializan en forma de perlas muy pequeñas.

En contacto con el agua las perlas absorben gran cantidad de agua y se hinchan aumentando notablemente su volumen. El producto final son unas bolas blandas y elásticas que acumulan agua en su interior. Las perlas de hidrogel se pueden usar en decoración y en jardinería para mantener la humedad de las plantas sin necesidad de un riego continuado.

Si dejamos caer un perla de hidrogel llena de agua en un vaso con agua vemos que desaparece ante nuestros ojos. Las perlas de hidrogel llenas de agua tienen el mismo índice de refracción que el agua. Cuando la luz que viaja por el agua llega a la superficie de las perlas no sufre reflexión ni refracción y no podemos distinguir la perla del agua.

Advertencia
No es un experimento recomendable para niños pequeños.  Las perlas de hidrogel, por su forma y aspecto, pueden ser confundidas con juguetes o con golosinas y existe riesgo de ingestión accidental.

191 Estrías líquidas azucaradas

Para realizar nuestro experimento necesitamos un vaso largo con agua, una cuchara,  un terrón de azúcar y alcohol.

Con la cuchara sostenemos un terrón de azúcar dentro del vaso de agua y cerca de la superficie. En unos segundos vemos unas estrías líquidas que caen al fondo del vaso.
Se pueden obtener las mismas estrías si se deja caer un poco de alcohol en el vaso con agua.

Podemos meter una cuchara de madera en el vaso con agua para ver mejor las estrías.

Explicación 
Al disolverse el terrón de azúcar el agua azucarada más densa cae al fondo del vaso con agua.
Ahora bien, el agua y el agua azucarada son incoloras. ¿Por qué se ven las estrías?
La explicación está en la diferente capacidad que tienen el agua y el agua azucarada para refractar la luz.

La desviación que experimenta la luz al cambiar de medio se llama refracción. El índice de refracción del agua azucarada es superior al índice de refracción del agua. Por este motivo la luz que atraviesa el agua azucarada se desvía por la refracción y podemos ver las estrías líquidas que caen al fondo del vaso.

182 Una moneda que desaparece

Para realizar nuestro experimento necesitamos un recipiente de cristal con agua y unas monedas.


En primer lugar colocamos la moneda en el centro del recipiente y luego añadimos agua. Al bajar la posición de los ojos y mirar desde un lateral del recipiente podemos ver la moneda sin ninguna dificultad.
Luego repetimos el experimento pero colocando la moneda debajo del recipiente con agua. En este caso, al añadir el agua y mirar desde la misma posición, la moneda desaparece ante nuestros ojos.

Explicación
Nosotros vemos la moneda cuando llegan a nuestros ojos los rayos de luz reflejados en la superficie de dicha moneda.
Cuando colocamos la moneda debajo del recipiente con agua los rayos reflejados en la moneda se desvían al cambiar de medio (al pasar del vidrio al agua o del agua al aire) y, al mirar desde un lateral del recipiente, ningún rayo logra alcanzar nuestros ojos y no podemos ver la moneda. Dicha desviación de la luz se llama refracción.
Si miramos desde arriba veremos la moneda sin ninguna dificultad ya que la luz que incide perpendicularmente a la superficie de separación de dos medios no sufre desviación.

174 Luz en zig-zag

Para realizar nuestro experimento necesitamos agua, unas gotas de leche, un palito de incienso (para el humo), un frasco de cristal con tapadera y un puntero láser.

El láser no es visible directamente pero se hace visible en agua con unas gotas de leche o con humo.

Primera parte
Se llena la mitad del frasco de cristal con agua y unas gotas de leche y el resto con humo.

Si apuntamos con el puntero desde arriba vemos que el rayo se desvía al pasar del aire al agua. Este fenómeno, el cambio de dirección de la luz, se llama refracción.
Para que se produzca la refracción es necesario que el rayo incida oblicuamente.

Segunda parte
Si apuntamos con el puntero desde abajo vemos que el rayo se desvía al pasar del agua al aire.

En este caso, podemos ver que si el rayo incide con un ángulo mayor que un cierto ángulo crítico no se produce la refracción. La luz queda atrapada en el interior del agua.

Dicho ángulo crítico se llama ángulo límite y el fenómeno reflexión total.

173 Coloides y Efecto Tyndall

Las mezclas se pueden clasificar, atendiendo al tamaño de las partículas, en:

- Homogéneas
- Coloides
- Suspensiones
- Heterogéneas

La propiedad más característica de las mezclas coloidales es que dispersan la luz, por lo que su aspecto suele ser turbio u opaco a menos que esté muy diluido. La niebla, el humo y la leche son ejemplos de coloides.

La dispersión de la luz por las partículas coloidales, conocida como efecto Tyndall permite ver un rayo que atraviesa una mezcla coloidal.

Para realizar nuestro experimento necesitamos un puntero láser, agua, leche, un palito de incienso (para el humo), un mechero y un tarro de cristal con tapadera.

El láser no puede verse directamente pero podemos comprobar el efecto Tyndall si llenamos el frasco de cristal de agua con unas gotas de leche o de humo. En este caso la dispersión de la luz hace visible la marcha del rayo láser.

Advertencia: no mire directamente o apunte el puntero láser hacia los ojos

172 Refracción con una palito, agua y aceite

Para realizar el experimento necesitamos una jarra de cristal, agua, aceite y un palito de madera.

En primer lugar llenamos la jarra con agua y metemos el palito de madera. Al desplazar el palito en el interior del agua parece romperse. Si se pega el palito a la pared de la jarra y se mira desde cierto ángulo el palito llega a desaparecer.

Podemos repetir el experimento dejando sobre el agua una pequeña capa de aceite. Los resultados son parecidos.

Explicación
La luz procedente del palito se desvía al salir del agua y, por este motivo, el palito parece romperse.
Este fenómeno, la desviación de la luz al cambiar de medio, se llama refracción de la luz.

La refracción se produce si la luz incide oblicuamente sobre la superficie de separación de los dos medios y se origina por el cambio de la velocidad de propagación de la luz al pasar de un medio a otro (por ejemplo del agua al aire).

167 Plateado al humo

Para realizar nuestro experimento necesitamos un tapón de corcho, una aguja de tejer lana, una vela y un vaso con agua.

En primer lugar se clava el tapón de corcho en el extremo de la aguja y se pone sobre la llama de una vela. Se pretende ahumar o carbonizar la superficie del tapón de corcho.

Al meter el tapón de corcho ahumado en un vaso con agua se verá plateado.

Explicación
La superficie ahumada o carbonizada no es mojada por el agua. De esta forma, el agua que rodea el tapón de corcho carbonizado forma una superficie libre sobre la que se refleja la luz como en una superficie plateada.

En el libro “Ciencia recreativa” del profesor José Estalella se afirma que se puede lograr el mismo efecto ahumando un huevo duro. No pongo en duda las palabras del Maestro, pero yo desistí después del tercer intento.

148 ¿Un rayo invisible?

Para realizar nuestro experimento necesitamos un mando a distancia, una cámara de vídeo (podemos emplear la del teléfono móvil) y un trozo de tela.

Los mandos a distancia tienen en la parte frontal un emisor de rayos infrarrojos. Los rayos infrarrojos forman parte del espectro electromagnético y son invisibles para el ojo humano.
La radiación infrarroja es muy común en la naturaleza ya que todos los cuerpos emiten radiación infrarroja en función de su temperatura.

Una cámara de vídeo si puede detectar la radiación infrarroja. Enfocando el frontal del mando a distancia veremos en la pantalla de la cámara de vídeo un destello correspondiente a la radiación infrarroja.

Por último, la radiación infrarroja es capaz de atravesar algunos materiales: un trozo de tela, vidrio, algunso plásticos, etc.

130 Disco de Newton casero

Para realizar nuestro experimento necesitamos lápices de colores, un compás, transportador de ángulos, un CD, una hoja de papel blanco, pegamento, unas tijeras y una canica.

Para construir nuestro disco de newton casero tenemos que fabricar una especie de peonza con el CD y la canica.

En primer lugar dibujamos en la hoja de papel un círculo del tamaño del CD y, con ayuda del transportador de ángulos, dividimos el círculo en 7 sectores iguales. Con los lápices de colores dibujamos cada sector de un color diferente. Por ejemplo rojo, anaranjado, amarillo, verde, azul, añil y violeta.
El experimento sale mejor si dividimos el círculo en 14 sectores iguales y dibujamos dos series de 7 colores.

A continuación, recortamos el círculo y hacemos un orificio en el centro del tamaño de la canica.
Por último, fijamos el círculo de papel al CD y pegamos la canica en el centro.

Girando el CD con las manos sobre una superficie horizontal veremos el disco de color blanco.

Explicación
Isaac Newton (1643-1727) descubrió que si se hace pasar la luz del sol por un prisma, la luz se descompone en los siete colores del arco iris. De esta experiencia dedujo que si la luz blanca se descompone en los siete colores del arco iris, mezclando estos colores se podría obtener la luz blanca.

El disco de Newton es un dispositivo inventado por el propio Isaac Newton consistente en un círculo pintado con una serie de diferentes colores. Si se gira el disco con suficiente velocidad los colores se confunden y el disco se verá blanco.

121 ¿De qué color es la mancha de aceite?

Para realizar nuestro experimento necesitamos aceite y una hoja de papel blanco.

Colocamos la hoja de papel sobre una mesa y dejamos caer en el centro unas gotas de aceite para formar una mancha pequeña.
Si se expone a la luz se verá una mancha oscura sobre un fondo blanco. Pero si se pone la hoja al trasluz se verá una mancha blanca sobre un fondo oscuro.

Explicación
El papel impregnado de aceite es más transparente.

Si se expone la hoja de papel a la luz, la mancha se ve oscura porque siendo transparente deja pasar la luz y no refleja.
Pero si expone la hoja al trasluz, la mancha se ve blanca, luminosa, porque al ser transparente deja pasar la luz que no deja pasar la hoja de papel.

¿Y qué sucede si se ilumina la mancha por los lados? (Podemos emplear un par de lámparas de la misma potencia para realizar la segunda parte del experimento)

Al iluminar la mancha por los lados la mancha no podrá verse ni más luminosa ni más oscura. En definitiva: costará diferenciar la mancha de la hoja de papel.

62 Todo depende del cristal con que se mira

Para realizar este experimento necesitamos un frasco de vidrio con forma cilíndrica. Si se llena con agua puede ser utilizado como una lente convergente.

Al colocar un objeto frente a una lente, las características de las imágenes formadas dependen de la distancia a la que se sitúe el objeto.

Para apreciar mejor las características de las imágenes formadas por el frasco de cristal lleno de agua dibujamos unos rectángulos de colores en un papel blanco (ver foto).

Si colocamos el papel a una cierta distancia del frasco de vidrio lleno de agua, al mirar a través del frasco el rectángulo situado a la izquierda aparece a la derecha y el rectángulo situado en la parte superior aparece en la inferior. Es decir, la figura se invierte y el lado izquierdo aparece en el lado derecho.

45 Explotando globos de colores con la luz del sol

Para realizar nuestro experimento necesitamos unos globos de colores, una lupa y la luz del sol. Llenamos los globos de aire y con la lupa concentramos la luz del sol sobre su superficie. Vemos que los globos de colores explotan en pocos segundos pero el globo blanco no explota.
La razón de este diferente comportamiento se debe a que el globo blanco refleja toda la luz que recibe, mientras que si el globo es de color rojo refleja la luz roja y absorbe los demás componentes de la luz blanca. La luz absorbida por el globo rojo provoca un aumento de temperatura en esa región, suficiente para romper el globo y producir la explosión.

19 Una moneda que flota

Material:
1. Una taza
2. Un vaso
3. Una moneda
4. Agua



Montaje:
1 Colocamos la moneda en el fondo de la taza, pegada al borde.
2 Llenamos un vaso con agua.
3 Nos colocamos de manera que veamos la moneda en el fondo de la taza.
4 Bajamos un poco la cabeza hasta que dejemos de ver la moneda.

5 Sin mover la cabeza ni la taza, echamos agua en la taza por el extremo opuesto a la moneda, despacito y con cuidado de no mover la moneda.
6 Al subir el agua la moneda reaparece.
Explicación:
Cuando la luz procedente de la moneda sale del agua se produce un cambio en la dirección de la luz (fenómeno llamado refracción de la luz). Nosotros vemos la moneda “flotando” a una altura superior a la que realmente tiene.

18 Lupa casera

Material:
1. Cartón o cartulina
2. Un alfiler

Montaje:
1 Recortamos un cuadrado de cartulina de unos 5 cm de lado.
2 Perforamos un agujero en el centro de la cartulina con el alfiler.

Primera parte:
1. Si acercamos la cartulina a uno de los ojos y miramos por el agujero veremos que llega muy poca luz. Para ver algo podemos mirar una pantalla de ordenador encendida o a una bombilla (Nunca mirar directamente al sol, puede dañar los ojos)
2. Los miopes tienen dificultad para ver objetos lejanos, por ejemplo para ver la pantalla del ordenador o la televisión a cierta distancia. Colocando la cartulina pegada del ojo y mirando por el agujero mejorará la visión.
3. Los hipermétropes tiene dificultad para ver los objetos próximos. Mirando por el agujero de la cartulina podrán enfocar los objetos con nitidez.

Segunda parte:
1. Si aproximamos un objeto a nuestros ojos llegará un momento en que no podamos enfocarlo, se verá borroso.
2. Si miramos por el agujero de la cartulina, podremos enfocar objetos muy próximos, pero se reduce mucho la luz que llega al ojo Es necesario que los objetos estén muy iluminados.
3. El agujero ha funcionado como una lupa.

Explicación:
El agujero practicado en la cartulina limita los rayos que entran en el ojo y permite enfocar mejor los objetos. No aumenta el tamaño de las imágenes pero permite ver mejor. Lamentablemente el agujero limita la luz que entra en el ojo. Cuánto más pequeño es el agujero más nítida es la imagen pero menos luminoso lo vemos.

9 Puesta de sol casera

Material:1. Un vaso
2. Agua
3. Una linterna
4. Leche


Montaje:
1. Llena el vaso con agua y colócalo frente a una pared blanca.
2. Ahora añade una cucharadita de la leche al agua. Mezcla bien y dirige la linterna a través de este líquido.

La luz que sale del vaso es anaranjada!

Explicación:
La luz blanca es una mezcla de todos los colores del arco iris. La leche sirve de filtro y no permite que todos los colores presentes en la luz blanca pasen, sólo los anaranjados llegan a la pared.

La dispersión de la luz del sol en la atmósfera determina el color azul del cielo.  En el amanecer y en el ocaso predominan los colores rojizos