7SECCIÓN DE CULTURA CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICA COLSUBSIDIOMUSEO DE LOS NIÑOS

FORMACIÓN DE INTÉRPRETES

Jose Luis Romero Vera

PROGRAMA PUNTAJE/CREDITOSTALLER Óptica y Percepción I FECHA EMISIÓN

1. ¿Qué estudia la Óptica?

Es la rama de la física que estudia el comportamiento de la luz, sus características y sus manifestaciones.

2. ¿Por qué la luz es considerada una onda electromagnética?La luz tiene una dualidad, es considerada partícula ocupa un lugar en el espacio y tiene masa como tambien es considerada una onda que se extiende en el espacio caracterizándose por tener una velocidad definida y masa nula. Esta se considera una onda electromagnetica porque el espectro electromagnético está constituido por todos los posibles niveles de energía que la luz puede tener. Hablar de energía es equivalente a hablar de longitud de onda; así, el espectro electromagnético abarca también todas las longitudes de onda que la luz pueda tener, desde miles de kilómetros hasta femtómetros. El ojo humano no tiene la capacidad de pactar este fenomeno a simple vista.

3. ¿Qué se entiende por percepción?Es la capacidad de asimilar y comprender por medio de los estimulos sensoriales, tanto externos como internos, esta reorganizacion de estimulos permite una configuración de la realidad particular de cada invididuo.

4. ¿Qué factores físicos y cognitivos intervienen en el fenómeno de percepción?

Para empezar la persepsión hace parte de un proceso cognitivo, en el cual por medio de los estimulos que captamos a traves de los sentidos, les damos una organización, permitiendonos establecer conexiones con experiencias previas, de tal manera que nos brinde la posiblidad de gestar conocimiento.

El cerebro está dividido en diferentes lóbulos que componen la corteza cerebral, uno de los lóbulos más importantes que tienen relación con las capturas del

V2-2014

entorno gracias a el sentido de la vista, es el lóbulo occipital el cual es el encargado de organizar las imágenes recibidas por impulsos nerviosos que se reciben en la estructura ocular transformando la energía lumínica a energía eléctrica los cuales viajan a través de los nervios ópticos y llegan al lugar antes mencionado.

5. Elabore un recuento histórico sobre las diferentes teorías que han surgido tratando de explicar la naturaleza de la luz.

Teoría Corpuscular

Esta teoría fue planteada en el siglo XVII por el físico inglés Isaac Newton, quien

señalaba que la luz consistía en un flujo de pequeñísimas partículas o corpúsculos

sin masa, emitidos por las fuentes luminosas, que  se movía en línea recta con gra

rapidez. Gracias a esto, eran capaces de atravesar los cuerpos transparentes, lo

que nos permitía ver a través de ellos.

Teoría Ondulatoria

Fue el científico holandés Christian Huygens, contemporáneo de Newton, quien

elaboraría una teoría diferente para explicar la naturaleza y el comportamiento de

la luz. Esta teoría postula que la luz emitida por una fuente estaba formada por

ondas, que correspondían al movimiento específico que sigue la luz al propagarse

a través del vacío en un medio insustancial e invisible llamado éter.

Teoría Electromagnética

En el siglo XIX, se agregan a las teorías existentes de la época las ideas del físico

James Clerk Maxwell, quien explica notablemente que los fenómenos eléctricos

están relacionados con los fenómenos magnéticos. Al respecto, señala que cada

variación en el campo eléctrico origina un cambio en la proximidad del campo

magnético e, inversamente.

Teoría de los Cuantos 

Basándose en la teoría  cuántica de Planck, en 1905 el físico de origen

alemán Albert Einstein explicó el efecto fotoeléctrico por medio de los corpúsculos

de luz, a los que llamó fotones. Con esto propuso que la luz se comporta como

onda en determinadas condiciones.

Mecánica Ondulatoria

El que esta se comporte como onda y partícula fue corroborado por el físico

francés Luis de Broglie, en el año 1924, quién agregó, además, que los fotones

tenían un movimiento ondulatorio, o sea que la luz tenía un comportamiento dual.

Así, la luz, en cuanto a su propagación, se comporta como onda, pero su energía

es trasportada junto con la onda luminosa por unos pequeños corpúsculos que se

denominan fotones. 

6. ¿Qué se entiende por ilusiones ópticas?Es cualquier ilusión del sentido de la vista que nos lleva a percibir la realidad de varias formas. Éstas pueden ser de carácter fisiológico asociados a los efectos de una estimulación excesiva en los ojos o el cerebro (brillo, color, movimiento, etc., como el encandilamiento tras ver una luz potente) o cognitivo en las que interviene nuestro conocimiento del mundo (como el Jarrón Rubin en el que percibimos dos caras o un jarrón indistintamente). El cerebro elabora los estímulos que recibe del mundo externo, es decir, que la mente no es un elemento pasivo del conocimiento sino muy activo. Los principios que organizan la percepción desde la idea de la Gestalt tiene su origen en Kant. Es lo que él llamó el giro copernicano, dichas leyes son la dualidad figura/fondo y las leyes de la percepción: cierre, continuidad y semejanza.

7. ¿Qué es la perspectiva?

Es la ilusión visual que percibe el observador que le ayuda a determinar la profundidad y situación de los objetos a distintas distancias. Es la representación de profundidad sobre una superficie plana o bidimencional, es la comunmente llamada la tercera dimensión (siendo las dimensiones alto, largo y profundo) permitiendo asi generar la sensacion de lejania y volumen.

8. Describa con claridad y mediante ejemplos (con dibujos) los siguientes fenómenos:

Reflexión.Fenómeno que tiene lugar cuando una luz que tiene incidencia sobre un cierto material es reflejada. Esto quiere decir que la reflexión implica una modificación en la dirección de dicha luz, ya que ésta vuelve a su medio.

Refracción.Modificación de la dirección de una onda cuando ésta pasa de un medio a otro. Para que este cambio se produzca, la onda debe incidir

en sentido oblicuo sobre la superficie que separa ambos medios 

Difracción.Fenómeno que se produce cuando las ondas alcanzan un obstáculo o abertura y se manifiesta en forma de perturbaciones en la propagación de la onda.

Polarización.La polarización electromagnética es una propiedad de las ondas que pueden oscilar con más de una orientación. Esto se refiere normalmente a las llamadas ondas transversales, en particular se suele hablar de las ondas electromagnéticas, aunque también se puede dar en otras ondas transversales.

9. ¿Qué es un prisma? De acuerdo a la definición de prisma explique la diferencia entre un objeto transparente y un objeto translúcido.

En el campo de la óptica, un prisma es un medio dotado de transparencia que se encuentra delimitado por caras planas que no son paralelas. Estos prismas, que por lo general están hechos de cristal, se utilizan para lograr que una luz se descomponga, refleje o refracte.

El cuerpo transparente: Es aquel que deja pasar casi toda la luz que incide en él. La intensidad de la luz incidente es muy parecida a la transmitida (la que lo atraviesa).

Los cuerpos translúcidos: Son los que dejan pasar una porción de la luz incidente. El cuerpo translucido dejaría pasar aproximadamente la mitad de la luz que incide sobre él.

10.¿Qué es un láser? ¿Cuáles son usos? ¿Cómo funciona?

Se trata de un dispositivo utilizado para concentrar la luz en un haz estrecho, a través del cual puede emitirse ese haz concentrado y delgado de forma coherente, con suma eficacia. La luz que se emite desde este dispositivo se irradia de forma distinta a la que normalmente se irradia desde los átomos, que lo hacen de forma aleatoria y sin coherencia. Es decir, los átomos irradian un gran revoltijo de fotones que se dispersan en todos los sentidos, sin uno determinado, mientras que el láser, por decirlo de algún modo, los concentra y los direcciona.

El láser está formado por un núcleo que suele ser de forma alargada, puede ser una estructura cristalina (hecha por ejemplo de rubí) o un tubo de vidrio que contiene gas. Junto al núcleo esta el excitador, el encargado de provocar la excitación lumínica de los electrones que se encuentran dentro del núcleo y el tercer componente de un láser son los espejos paralelos, que son colocados en ambos extremos del núcleo. Uno de ellos es semi-reflectante lo que permite el paso parcial de la luz, por donde sale el haz de luz de un láser.

Actualmente, existen dispositivos láser en todos los tamaños y se emplean en toda amplia variedad de ámbitos. Se los utiliza en el mundo de la informática y por ejemplo en reproductores de audio o vídeo (como los lectores láser de CD y DVD), en varias aplicaciones científicas y militares o en la construcción, entre otras. Sin embargo, y sin lugar a dudas, uno de los mayores beneficios que esta invención nos ha brindado es su uso en la medicina, especialmente en las operaciones oculares y en las cirugías con láser.

¿Qué es un holograma? ¿Cómo se forma?

La holografía es una técnica avanzada de fotografía que consiste en crear imágenes tridimensionales. Para esto se utiliza un rayo láser que graba microscópicamente una película fotosensible. Ésta, al recibir la luz desde la perspectiva adecuada, proyecta una imagen en tres dimensiones. 

La holografía fue inventada en el año 1947 por el físico húngaro Dennis Gabor, que recibió por esto el Premio Nobel de Física en 1971. Recibió la patente GB685286 por su invención. Sin embargo, se perfeccionó años más tarde con el desarrollo del láser, pues los hologramas de Gabor eran muy primitivos a causa de las fuentes de luz tan pobres que se utilizaban en sus tiempos.

11.¿Cuál es el funcionamiento de un bombillo?Consta de un filamento de wolframio o tungsteno muy fino, encerrado en una ampolla de vidrio en la que se ha hecho el vacío o se ha rellenado con un gas inerte, para evitar que el filamento se volatilice por las altas temperaturas que debe alcanzar. Se completa con un casquillo metálico, en el que se disponen las conexiones eléctricas.

12.¿Qué son las lentes? ¿Cuál es su clasificación?13.entidad capaz de desviar los rayos de luz. En un uso más vulgar de la

palabra, las lentes son objetos transparentes (normalmente de vidrio), limitados por dos superficies, de las que al menos una es curva. Sin embargo, otros dispositivos como lentes de Fresnel, que desvían la luz por medio del fenómeno de difracción, son de gran utilidad y uso por su bajo costo constructivo y el delgado espacio que ocupan las mismas.

14.¿Cómo funciona la lámpara de Tesla?

La lámpara de plasma tiene en el interior de una esfera de cristal, una esfera metálica llamada electrodo, que al momento de cargarse eléctricamente libera unos pequeños rayos de luz ultravioleta que en ultimas es denominado gas ionizado o plasma. El gas cargado eléctricamente quiere salir de la esfera de cristal la cual no es buena conductora de electricidad por lo que se queda encerrada, a menos que un elemento de transición eléctrica permite que este gas se libere y viaje por otros lugares.

a) Acerca de Nikola Tesla, escriba un texto (mínimo de una página) acerca de su vida y obra, en este texto incluya los aportes más importantes de este científico serbio

Nikola Tesla (Smiljan, actual Croacia, 1856 - Nueva York, 1943) Físico estadounidense de origen serbio. Estudió en las universidades de Graz (Austria) y Praga. Después de haber trabajado en varias industrias eléctricas en París y en Budapest, se trasladó a Estados Unidos (1882), donde trabajó a las órdenes de Thomas A. Edison, entonces partidario de la corriente eléctrica continua.

Nikola Tesla

Las incesantes disputas con Edison forzaron su abandono de la compañía y su

asociación con G. Westinghouse, quien compró las patentes de su motor y de un

transformador que facilitaba la distribución de este tipo de corriente hacia los

usuarios finales. Ambos ganaron la batalla de la distribución de la energía, pues el

transporte de corriente alterna es más barato y sencillo que el de continua. En

1893 su sistema fue adoptado por la central hidroeléctrica situada en las cataratas

del Niágara.

Tesla fundó en Nueva York un laboratorio de investigaciones electrotécnicas,

donde descubrió el principio del campo magnético rotatorio y los sistemas

polifásicos de corriente alterna. Creó el primer motor eléctrico de inducción de

corriente alterna y otros muchos ingenios eléctricos como el llamado montaje

Tesla, un transformador de radiofrecuencia en el que primario y secundario están

sintonizados, de utilidad a la hora de preseleccionar la entrada de un receptor

radioeléctrico. Predijo la posibilidad de realizar comunicaciones inalámbricas con

antelación a los estudios llevados a cabo por Marconi, y en su honor se

denomina tesla a la unidad de medida de la intensidad del flujo magnético en el

sistema internacional.

Sus invenciones y patentes se sucedieron con cierta rapidez. En 1887, y como

consecuencia del descubrimiento llevado a cabo por John Hopkinson en 1880,

según el cual tres corrientes alternas y desfasadas entre sí pueden ser

trasladadas de manera más sencilla que una corriente alterna normal, Tesla

inventó el motor de inducción de corriente trifásica.

En ese motor las tres fases actúan sobre el inducido de forma que se logra que

éste gire al generarse un campo magnético rotatorio. No obstante, el rotor se

movía con un cierto retraso respecto a la frecuencia de la corriente. Basándose en

este invento, el sueco Ernst Danielson inventó en 1902 el motor sincrónico, en el

que sustituyó el material del inducido, que no era magnético, por un imán

permanente o electroimán, lo que le permitió conseguir un motor que rotaba con

un número de revoluciones por minuto igual a las de la frecuencia de la corriente.

En 1891 Tesla inventó la bobina que lleva su nombre, que consiste en un

trasformador que consta de un núcleo de aire y con espirales primaria y

secundaria en resonancia paralela. Con esta bobina fue capaz de crear un campo

de alta tensión y alta frecuencia. Dos años después descubrió el fenómeno de

carácter ondulatorio denominado "luz de Tesla" en las corrientes alternas de alta

tensión y alta frecuencia; mediante el estudio de estas corrientes, observó que las

lámparas de incandescencia de un único polo emiten luz cuando se las aproxima a

un conductor por el que pasa corriente eléctrica, y que los tubos de vidrio vacíos

brillan aunque carezcan de electrodo si se les conecta por uno de sus extremos y

se aproxima el otro a un conductor por el que fluye corriente de alta frecuencia.

También se percató de que el cuerpo humano es capaz de conducir estas

corrientes de alta frecuencia sin experimentar daño alguno.