Experimento de difracción con láser
En estas últimas clases, y por grupos de tres (el mío, concretamente estaba compuesto por Paula, Vania y por mí), hemos realizado unos experimentos que se nos mostraban en el libro y que estaban relacionado con el temario de la unidad didáctica: la estructura atómica, y específicamente con el fenómeno conocido como difracción de ondas que hemos podido observar como resultado de nuestro experimento.
Fase de inventario
Para la ejecución de este proyecto hemos tenido que recrearlo mediante una serie de elementos (papel aluminio, cartón, vaso de plástico, cuter, CD, celo, pinzas, un folio, un puntero láser y un alfiler con punta redonda) con los que hemos construido el montaje para estos experimentos.
Fase de montaje
Como ya he comentado brevemente antes, hemos hecho varios experimentos para poder observar y explicar la difracción de ondas, en nuestro caso, luminosas que ocurría cuando mediante nuestro montaje se proyectaba una imagen en un folio en blanco. Este montaje lo hemos construido como se nos indicaba en el libro y con los materiales ya mencionados, y para el primer experimento fue así:
Fase de experimentación/ de conclusiones
Este primer experimento consistía en apuntar mediante el puntero láser al agujero del papel aluminio para que llegara hasta el alfiler con punta redonda y el haz de luz saliera rebotado en varias direcciones y proyectara una imagen el folio. Esto dio lugar a varios errores, ya que en un principio no tuvimos en cuenta la distancia del láser al alfiler, por lo que la imagen no se definía muy bien, pero tras ir modificando su posición dimos con la correcta para que la sombra proyectada se viera bien. Además, antes de esto tampoco se veía la imagen por otro error, que era el de no haber apagado la luz por lo que no se podía apreciar bien la imagen. Como resultado de este primer experimento resultó un punto central (alfiler) del que emanaban rayos diagonales en todas direcciones y si acercábamos más el láser surgía un gran rayo del punto. Este experimento también lo reproducimos con la linterna que incluía el propio puntero láser y el resultado fue distinto ya que se proyectaron dos círculos unidos si la linterna estaba lejos del punto o si estaba más cerca a unos 2 cm aproximadamente, se proyectaba un gran círculo en cuyo centro quedaba el alfiler.
Para el segundo experimento nos basamos del montaje anterior solo que en este caso realizamos dos franjas verticales muy cerca una de la otra con un cuter. A continuación apuntábamos con el puntero a las dos franjas para que la luz pasase por ambas y se proyectara en el folio; y es por ello por lo que tenían que estar muy próximas, para que el haz pasara por las dos. En cuanto a los errores en esta fase, he de destacar que tuvimos que repetir varias veces las franjas porque no estaban lo suficientemente juntas como para que el haz pasara por las dos a la vez porque no creíamos que tuvieran que estar tan juntas pero cuando se nos fue dicho que el láser tenía que pasar por ambas a la vez lo comprendimos. En un principio formulamos la hipótesis de que la imagen que se proyectara sería varios rayos verticales porque las franjas estaban dispuestas así, pero el resultado de este segundo experimento fue un punto del que emanaban dos rayos de luz horizontales, en contrapartida de que las franjas eran verticales. Además aprendí que estos haces estaban formados por pequeños puntitos que eran las partículas del láser. Si en este experimento poníamos el alfiler justamente en el centro del láser, que pasaba por las franjas, el resultado era sin embargo que el haz de luz que salía del punto era efectivamente vertical. También realizamos este experimento con linterna y se proyectaron dos barras verticales y gruesas.
Para nuestro tercer experimento no requerimos el montaje si no solamente un CD, el puntero láser y el folio. Este consistía en apuntar el puntero al CD para que mediante las franjas microscópicas que posee se proyectara una imagen en el folio. El último y cuarto experimento era prácticamente igual que el del CD, solo que en esta ocasión lo sustituimos por un DVD, el cual proyectaba una imagen más definida sobre el folio al estar sus franjas más próximas entre sí, no como en el CD, en el que estaban bastante separadas.
Fase de documentación
Todo este proceso lo documentamos en un cuaderno, aunque se nos olvidó incluir los datos del primer experimento por lo que podríamos meter esto dentro del grupo de errores que podríamos mejorar de cara al próximo proyecto. En esta documentación, anotamos las diferentes distancias a las que colocábamos los objetos de los experimentos para que resultaran, así como una pequeña ilustración y el resultado del experimento.
En este proyecto mi aprendizaje ha sido bastante amplio ya que he aprendido el concepto de difracción, el cual antes desconocía y que ahora podría describir como el fenómeno que se produce cuando las ondas o rayos pasan por una abertura o por un cuerpo opaco, lo que provoca su desviación. Además he aprendido los distintos espectros luminosos que generan los diferentes elementos de la tabla periódica, lo cual da lugar a los distintos colores y así se obtenían antiguamente, hasta la invención de los LEDs. Relacionado con esto último también hemos comprendido el fenómeno de espectro electromagnético, el cual se extiende desde las radiofrecuencias hasta los rayos gamma, es decir, de menor a mayor radiación y de menor a mayor temperatura. El espectro visible permite proyectar todos los colores, pero el infrarrojo y el ultravioleta únicamente los colores rojo y violeta, respectivamente. Mientras realizábamos el experimento nos hemos dado cuenta de la relación con la unidad que estábamos dando, puesto que el experimento tenía algunas similitudes con el experimento de Rutherford; por no mencionar que aprendimos como se proyectaba un haz de luz con un puntero láser cuando los fotones almacenaban una determinada capacidad de energía. Por supuesto este experimento también se relacionaba con el tema en el apartado de los espectros, que he mencionado antes. Por último y como dato curioso aprendí que los CD y DVD están formados por unas franjas microscópicas, que dejan pasar la luz mientras estos dispositivos de almacenamiento no alberguen ningún dato informático.
Todo esto lo he aprendido a través de múltiples fuentes como son las explicaciones que nos iba dando el profesor a lo largo del proyecto y que nos ayudaron a comprender los conceptos ya citados. Además, nos resolvió las dudas que nos surgían. También, nos ayudó mucho a aprenderlo la realización del propio experimento, ya que realizar algo de forma práctica te aporta un mayor aprendizaje que algo teórico ya que te permite asimilar las cosas y fijarte en tus errores, que también nos han ayudado a aprender. Por último, nos ayudó nuestro libro de texto en el que se explicaba bastante bien lo previamente dicho y las imágenes que nos compartía el profesor que nos hacían una idea de por ejemplo el espectro electromagnético, puesto que mediante el gráfico y los dibujos se entendían fácilmente las cosas. Cabe destacar la documentación del proyecto que realizamos que también nos sirvió en cierta medida ya que al observarla nos dimos cuenta de nuestros errores. Mediante el experimento también comprendí como ya he dicho, cómo funciona la difracción y los tipos de esta que hay, con lo que llegué a la conclusión de que cuanto mayor sea la abertura, menor será la difracción y por tanto cuanto menor sea esta, mayor será la difracción.
En mi opinión creo que lo que más me ha costado ha sido probablemente el hecho de entender por qué se proyectaban las distintas figuras sobre el folio blanco al realizar el experimento de la difracción debido a que un haz de luz es recto y la imagen eran una especie de rayas diagonales que emanaban fragmentadas, pero luego comprendí que un haz de luz estaba compuesto por distintas partículas y el hecho de proyectarlo contra un alfiler de punta redonda hacía que estas rebotasen y originaran esa peculiar forma. También me costó comprender por qué si proyectaba un láser horizontal contra unas rendijas verticales, la imagen proyectada era horizontal y la explicación era similar a la anterior ya que al proyectar el láser los fotones rebotaban contra las paredes del papel aluminio provocando este efecto.
El trabajo salió como esperábamos, ya que a pesar de que en un principio nos costó que se proyectaran de forma nítida las imágenes (nuestro puntero no era muy potente) y no conseguíamos adecuar el alfiler al agujero por donde pasaba el láser; al final conseguimos realizar todos los experimentos con éxito y lo que es más importante comprender los distintos fenómenos que sucedían, que al fin y al cabo es de lo que se trataba el experimento. Además, todos los miembros del equipo colaboramos de forma activa al trabajo y de ahí el buen resultado.
Si lo volviera a hacer, yo creo que mejoraríamos la documentación del trabajo ya que nos dimos cuenta de que era una buena forma de aprendizaje y no lo hicimos todo lo que hubiéramos querido ya que empezamos a documentar el proceso cuando prácticamente lo estábamos acabando.
En conclusión, el trabajo realizado fue muy bueno a pesar de ciertos errores como el que acabo de comentar y si tuviera que destacar algún momento sería sin ninguna duda cuando nos salió el experimento y también como no cuando logré comprender el concepto de difracción que al principio no asimilaba muy bien.
El principio de difracción se podría usar para transmitir por ejemplo una onda sonora de un punto a otro, que estuvieran separados por una abertura; por lo que podría servir para que este sonido llegase a otro punto y en la vida real se podría aplicar por ejemplo para que una persona transmitiese un mensaje a otra que se encuentra en otra sala y gracias a la difracción, el mensaje llegaría a la otra sala en la que se podría encontrar otra persona.
Imagen de la siguiente fuente: http://edwicarval.wixsite.com/fisicaondasyelectro/difraccion
Esto también se podría usar para reproducir una película ya que el proyector estaría en una sala y la pantalla en otra, de esta forma habría una abertura entre ambas de modo que las secuencias cinematográficas se difractarían en la abertura y se proyectarían completamente sobre la pantalla del cine.
Imagen de la siguiente fuente: https://pagina3.mx/2014/11/pagamos-por-ver-publicidad-en-el-cine-se-quejan-espectadores/
Imagen de la siguiente fuente: https://definicion.de/difraccion/
Fase de inventario
Para la ejecución de este proyecto hemos tenido que recrearlo mediante una serie de elementos (papel aluminio, cartón, vaso de plástico, cuter, CD, celo, pinzas, un folio, un puntero láser y un alfiler con punta redonda) con los que hemos construido el montaje para estos experimentos.
Como ya he comentado brevemente antes, hemos hecho varios experimentos para poder observar y explicar la difracción de ondas, en nuestro caso, luminosas que ocurría cuando mediante nuestro montaje se proyectaba una imagen en un folio en blanco. Este montaje lo hemos construido como se nos indicaba en el libro y con los materiales ya mencionados, y para el primer experimento fue así:
1. Recortamos un marco o ventana cuadrado en el interior de un trozo de cartón.
2. En este espacio colocamos un trozo de papel aluminio pegando sus bordes con celo a la ventana.
3. A continuación, dispusimos el folio pegándolo con celo sobre la pared trasera interior de una caja.
4. Colocamos el marco de cartón con papel aluminio por delante del folio.
5. Realizamos un agujero en el papel aluminio con la punta del alfiler.
6. Entre el marco de papel aluminio y el folio pusimos el alfiler con punta redonda clavándolo en el vaso de plástico para que tuviera tanta altura como el agujero.
7. Ajustamos el puntero láser con un par de pinzas de forma que pudiera alcanzar perfectamente a apuntar al agujero.
Fase de experimentación/ de conclusiones
Este primer experimento consistía en apuntar mediante el puntero láser al agujero del papel aluminio para que llegara hasta el alfiler con punta redonda y el haz de luz saliera rebotado en varias direcciones y proyectara una imagen el folio. Esto dio lugar a varios errores, ya que en un principio no tuvimos en cuenta la distancia del láser al alfiler, por lo que la imagen no se definía muy bien, pero tras ir modificando su posición dimos con la correcta para que la sombra proyectada se viera bien. Además, antes de esto tampoco se veía la imagen por otro error, que era el de no haber apagado la luz por lo que no se podía apreciar bien la imagen. Como resultado de este primer experimento resultó un punto central (alfiler) del que emanaban rayos diagonales en todas direcciones y si acercábamos más el láser surgía un gran rayo del punto. Este experimento también lo reproducimos con la linterna que incluía el propio puntero láser y el resultado fue distinto ya que se proyectaron dos círculos unidos si la linterna estaba lejos del punto o si estaba más cerca a unos 2 cm aproximadamente, se proyectaba un gran círculo en cuyo centro quedaba el alfiler.
Para el segundo experimento nos basamos del montaje anterior solo que en este caso realizamos dos franjas verticales muy cerca una de la otra con un cuter. A continuación apuntábamos con el puntero a las dos franjas para que la luz pasase por ambas y se proyectara en el folio; y es por ello por lo que tenían que estar muy próximas, para que el haz pasara por las dos. En cuanto a los errores en esta fase, he de destacar que tuvimos que repetir varias veces las franjas porque no estaban lo suficientemente juntas como para que el haz pasara por las dos a la vez porque no creíamos que tuvieran que estar tan juntas pero cuando se nos fue dicho que el láser tenía que pasar por ambas a la vez lo comprendimos. En un principio formulamos la hipótesis de que la imagen que se proyectara sería varios rayos verticales porque las franjas estaban dispuestas así, pero el resultado de este segundo experimento fue un punto del que emanaban dos rayos de luz horizontales, en contrapartida de que las franjas eran verticales. Además aprendí que estos haces estaban formados por pequeños puntitos que eran las partículas del láser. Si en este experimento poníamos el alfiler justamente en el centro del láser, que pasaba por las franjas, el resultado era sin embargo que el haz de luz que salía del punto era efectivamente vertical. También realizamos este experimento con linterna y se proyectaron dos barras verticales y gruesas.
Para nuestro tercer experimento no requerimos el montaje si no solamente un CD, el puntero láser y el folio. Este consistía en apuntar el puntero al CD para que mediante las franjas microscópicas que posee se proyectara una imagen en el folio. El último y cuarto experimento era prácticamente igual que el del CD, solo que en esta ocasión lo sustituimos por un DVD, el cual proyectaba una imagen más definida sobre el folio al estar sus franjas más próximas entre sí, no como en el CD, en el que estaban bastante separadas.
Fase de documentación
Todo este proceso lo documentamos en un cuaderno, aunque se nos olvidó incluir los datos del primer experimento por lo que podríamos meter esto dentro del grupo de errores que podríamos mejorar de cara al próximo proyecto. En esta documentación, anotamos las diferentes distancias a las que colocábamos los objetos de los experimentos para que resultaran, así como una pequeña ilustración y el resultado del experimento.
En este proyecto mi aprendizaje ha sido bastante amplio ya que he aprendido el concepto de difracción, el cual antes desconocía y que ahora podría describir como el fenómeno que se produce cuando las ondas o rayos pasan por una abertura o por un cuerpo opaco, lo que provoca su desviación. Además he aprendido los distintos espectros luminosos que generan los diferentes elementos de la tabla periódica, lo cual da lugar a los distintos colores y así se obtenían antiguamente, hasta la invención de los LEDs. Relacionado con esto último también hemos comprendido el fenómeno de espectro electromagnético, el cual se extiende desde las radiofrecuencias hasta los rayos gamma, es decir, de menor a mayor radiación y de menor a mayor temperatura. El espectro visible permite proyectar todos los colores, pero el infrarrojo y el ultravioleta únicamente los colores rojo y violeta, respectivamente. Mientras realizábamos el experimento nos hemos dado cuenta de la relación con la unidad que estábamos dando, puesto que el experimento tenía algunas similitudes con el experimento de Rutherford; por no mencionar que aprendimos como se proyectaba un haz de luz con un puntero láser cuando los fotones almacenaban una determinada capacidad de energía. Por supuesto este experimento también se relacionaba con el tema en el apartado de los espectros, que he mencionado antes. Por último y como dato curioso aprendí que los CD y DVD están formados por unas franjas microscópicas, que dejan pasar la luz mientras estos dispositivos de almacenamiento no alberguen ningún dato informático.
Todo esto lo he aprendido a través de múltiples fuentes como son las explicaciones que nos iba dando el profesor a lo largo del proyecto y que nos ayudaron a comprender los conceptos ya citados. Además, nos resolvió las dudas que nos surgían. También, nos ayudó mucho a aprenderlo la realización del propio experimento, ya que realizar algo de forma práctica te aporta un mayor aprendizaje que algo teórico ya que te permite asimilar las cosas y fijarte en tus errores, que también nos han ayudado a aprender. Por último, nos ayudó nuestro libro de texto en el que se explicaba bastante bien lo previamente dicho y las imágenes que nos compartía el profesor que nos hacían una idea de por ejemplo el espectro electromagnético, puesto que mediante el gráfico y los dibujos se entendían fácilmente las cosas. Cabe destacar la documentación del proyecto que realizamos que también nos sirvió en cierta medida ya que al observarla nos dimos cuenta de nuestros errores. Mediante el experimento también comprendí como ya he dicho, cómo funciona la difracción y los tipos de esta que hay, con lo que llegué a la conclusión de que cuanto mayor sea la abertura, menor será la difracción y por tanto cuanto menor sea esta, mayor será la difracción.
Imagen de la siguiente fuente: http://elfisicoloco.blogspot.com/2013/02/difraccion_5.html
En mi opinión creo que lo que más me ha costado ha sido probablemente el hecho de entender por qué se proyectaban las distintas figuras sobre el folio blanco al realizar el experimento de la difracción debido a que un haz de luz es recto y la imagen eran una especie de rayas diagonales que emanaban fragmentadas, pero luego comprendí que un haz de luz estaba compuesto por distintas partículas y el hecho de proyectarlo contra un alfiler de punta redonda hacía que estas rebotasen y originaran esa peculiar forma. También me costó comprender por qué si proyectaba un láser horizontal contra unas rendijas verticales, la imagen proyectada era horizontal y la explicación era similar a la anterior ya que al proyectar el láser los fotones rebotaban contra las paredes del papel aluminio provocando este efecto.
El trabajo salió como esperábamos, ya que a pesar de que en un principio nos costó que se proyectaran de forma nítida las imágenes (nuestro puntero no era muy potente) y no conseguíamos adecuar el alfiler al agujero por donde pasaba el láser; al final conseguimos realizar todos los experimentos con éxito y lo que es más importante comprender los distintos fenómenos que sucedían, que al fin y al cabo es de lo que se trataba el experimento. Además, todos los miembros del equipo colaboramos de forma activa al trabajo y de ahí el buen resultado.
Si lo volviera a hacer, yo creo que mejoraríamos la documentación del trabajo ya que nos dimos cuenta de que era una buena forma de aprendizaje y no lo hicimos todo lo que hubiéramos querido ya que empezamos a documentar el proceso cuando prácticamente lo estábamos acabando.
En conclusión, el trabajo realizado fue muy bueno a pesar de ciertos errores como el que acabo de comentar y si tuviera que destacar algún momento sería sin ninguna duda cuando nos salió el experimento y también como no cuando logré comprender el concepto de difracción que al principio no asimilaba muy bien.
El principio de difracción se podría usar para transmitir por ejemplo una onda sonora de un punto a otro, que estuvieran separados por una abertura; por lo que podría servir para que este sonido llegase a otro punto y en la vida real se podría aplicar por ejemplo para que una persona transmitiese un mensaje a otra que se encuentra en otra sala y gracias a la difracción, el mensaje llegaría a la otra sala en la que se podría encontrar otra persona.
Imagen de la siguiente fuente: http://edwicarval.wixsite.com/fisicaondasyelectro/difraccion
Esto también se podría usar para reproducir una película ya que el proyector estaría en una sala y la pantalla en otra, de esta forma habría una abertura entre ambas de modo que las secuencias cinematográficas se difractarían en la abertura y se proyectarían completamente sobre la pantalla del cine.
Imagen de la siguiente fuente: https://pagina3.mx/2014/11/pagamos-por-ver-publicidad-en-el-cine-se-quejan-espectadores/
Comentarios
Publicar un comentario