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).

360 Paradoja del cuadrado perdido

Para realizar nuestro experimento necesitamos folios de colores, regla y tijeras.

En primer lugar recortamos cuatro piezas:

Pieza 1: Un triángulo rectángulo de base 8 y altura 5.

Pieza 2: Otro triángulo rectángulo de base 5 y de altura 2.

Pieza 3: Un rectángulo de base 5 y altura 2 al que le faltan 2 cuadrados.

Pieza 4: Otro rectángulo de base 5 y altura 2 al que le faltan 3 cuadrados.

Con las cuatro piezas podemos construir dos figuras con forma de triángulo rectángulo de base 13 y altura 5 pero en uno de los triángulos (figura 2) falta un cuadrado.

Explicación

En realidad las dos figuras que se obtienen con las cuatro piezas no son triángulos rectángulos. Con una regla podemos ver que en los dos casos la supuesta hipotenusa no es una línea recta y que está formada por dos líneas que tienen una pendiente ligeramente distintas. Por superposición podemos ver que las dos piezas con forma de triángulo rectángulo no tienen el mismo ángulo.

Las dos figuras formadas con las cuatro piezas tienen que tener el mismo área. Si superponemos el primer "triángulo rectángulo" sobre el segundo (al que le falta el cuadrado) vemos que queda sin cubrir una parte. La diferencia no es muy grande pero se corresponde con el área del cuadrado que falta.

331 El taumatropo y las ilusiones ópticas

Para realizar nuestro experimento necesitamos un trozo de cartón, un folio, un rotulador negro, lápices de colores, tijeras, pegamento, un palito de madera y un par de gomas elásticas.

Un taumatropo consiste en un disco de cartón o cartulina algo gruesa con dos imágenes diferentes en las dos caras (se puede dibujar un pajarito en una cara y una jaula en la otra cara). Dando al disco un rápido movimiento de rotación de manera que se presenten a la vista alternativamente las dos caras del disco, se verá que las dos imágenes se superponen como si todo estuviera dibujado en una única cara.

Para hacer girar el disco podemos usar dos gomas elásticas atadas en los extremos del disco o podemos usar un palito de madera que atraviese el disco.

El taumatropo es un juguete para crear ilusiones ópticas muy popular en la inglaterra victoriana. Su invento suele atribuirse al médico británico John Ayrton Paris que lo habría construido en 1824 para demostrar el principio de la persistencia de la visión. 

303 El caballo mágico

Para realizar nuestro experimento necesitamos un caballito de madera pequeño, una caja de cartón, una lámina de cristal y una lámpara.

Colocamos sobre una mesa la lámina de cristal en posición vertical. Detrás de la lámina ponemos la caja de cartón apoyada sobre una de sus caras y pegada a la lámina de cristal. Es importante para el éxito del experimento que el interior de la caja de cartón tenga poca luz.

Si colocamos nuestro caballito de juguete frente a la lámina de cristal vemos que otro caballito idéntico ocupa el interior de la caja. Si movemos frente al cristal el caballito de madera que está sobre la mesa vemos que el segundo caballito,  el que está dentro de la caja, repite los movimientos del primero. Pero si iluminamos fuertemente el interior de la caja con un foco vemos que, por arte de magia,  desaparece el segundo caballito 

Explicación

Cuando la luz procedente del caballito de juguete llega a la lámina de cristal parte de la luz se transmite, otra parte se refleja y una tercera parte es absorbida por el cristal y trasformada en calor. En un cristal de los que tenemos en casa la mayor parte de la luz es transmitida y una pequeña parte es reflejada.

Si se ilumina el caballito de juguete y se mantiene con poca luz la parte posterior de la lámina de cristal vemos que aumenta la luz reflejada y se aprecia mejor la imagen del caballito. Pero si se ilumina con un foco potente detrás de la lámina de cristal ya no será posible apreciar con nitidez la imagen del caballito.  Modificando la intensidad de la luz a uno y otro lado de la lámina de cristal podemos regular a nuestro gusto la cantidad de luz reflejada y transmitida.

Seguro que ahora comprendemos el papel tan importante que juega la luz en algunos de los trucos que realizan los ilusionistas. 

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.

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).

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.