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Trabajo: visita al museo de la luz

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UNDARIA JOSEFA ORTÍZ DE DOMÍNGUEZ

 

 

 TEMA: VISITA AL MUSEO DE LA LUZ

  INDICE

INTRODUCCIÓN
1. Luz sobre la tierra...........................................................................4
1.1 ¿Qué le pasa a la luz?..............................................................4
1.2 Flor de Metal……………………………………………………….4
1.3 Medidor de Lumenes y Wattorimetro………………………….5
1.4 ¿Cómo funcionan los focos?...................................................5
1.5 La historia de la luz…………………………………………….....6
2. Las lentes……………………………………………………………….6
2.1 Trampas de luz…………………………………………………….7
2.2 Lente de Fresnel…………………………………………………..7
2.3 Luz que se quiebra……………………………………………….8
2.4 La luz blanca………………………………………………………8
2.5 Visor prismático…………………………………………………...9
2.6 Refracción………………………………………………………….9
2.7 Ventana al infinito…………………………………………………9
3. Tiendro de cabeza y al revés………………………………………...10
3.1 Diendro………………………………………………………………10
3.2 Caleidoscopio………………………………………………………10
3.3 Espejos curvos……………………………………………………..11
3.4 Objeto fantasma…………………………………………………….11
3.5 Poliedros virtuales………………………………………………….12
4. Telégrafo de Hertz……………………………………………………….12
4.1 Péndulo electromagnético…………………………………………13
4.2 Acelerador electromagnético………………................................13
4.3 Rejillas de difracción………………………………………………..14
4.4 Detección del campo magnético………………………………….14
4.5 La luz portadora de energía………………………………………..15
4.5.1 La luz viaja a una velocidad inmensa……………………..15
4.6 Efecto doppler ¿Se acerca o se aleja?........................................15
5. ¿De qué color es?...............................................................................16
5.1 Cambio de color en las reacciones químicas…………………..16
5.2 Osciladoras y ondas………………………………………………...17
CONCLUSIÓN…………………………………………………………18

INTRODUCCIÓN
Ubicado en el Antiguo Colegio de San Idelfonso en el Centro Histórico de la Ciudad de México se encuentra el Museo de la Luz. Este Museo nos muestra todas las facetas de la luz y su relación con otras ciencias. Podemos ver que uno de los objetivos primordiales de este lugar es fomentar el interés por la ciencia y la tecnología en la sociedad.
Este lugar sólo tiene dos pisos; en el primero podemos encontrar: los salones de la naturaleza de la luz, un mundo de colores y la luz de las estrellas. Llegando al siguiente piso están los salones de la luz en el arte, la luz y la biosfera y la visión.
En ambos salones hay información de cómo se utilizan los objetos que ahí se encuentran y podemos ver las maravillas de estos fenómenos, varios de ellos grandiosos como la flor de metal, las trampas de luz, los espejos curvos, la luz que se quiebra, los caleidoscopios, el objeto fantasma y la luz fantástica que en lo personal son los que más disfruté en este lugar.
Creo que es una buena oportunidad el poder no solamente ver y conocer cómo funcionan determinados objetos, sino tener la posibilidad de experimentar diversas sensaciones que nos proyecta la luz en sus diversas facetas.
El último salón que recorrimos se encuentra en el primer piso y está cerca de la entrada de este Museo, ahí había una muestra fotográfica de los distintos salones. También El Museo de la Luz proporciona a sus visitantes pláticas, talleres y cuenta con la noche de museo que iniciará este mes de febrero. Vale la pena conocerlo, es una buena opción para que los estudiantes entiendan mejor el uso de la luz. Si bien no es un lugar muy grande y es uno de los Museos más nuevos que hay en el Distrito Federal porque se inauguró en 1996, los pocos salones con los que cuenta son suficientes para mostrarnos estas maravillas.

1. LUZ SOBRE LA TIERRA

Primeramente encontramos en mapa geocrono, que da vuelta en 24 hrs. Ilustra dónde es de día y dónde es de noche en este momento. En la parte superior tiene un reloj horizontal para indicar que hora es en cada región del mundo y simula el movimiento de rotación de la tierra que va de oeste a este.

1.1 ¿QUÉ LE PASA A LA LUZ?
Después de que la luz sale de la fuente que emite, viaja en línea recta y sólo cambia de rumbo si chocas contra algo o cuando pasa cerca de un astro o de una galaxia. Debido a su trayectoria rectilínea, es común representar a la luz en forma de rayos.

1.2 FLOR DE METAL
Originaria del Físico Francés Bernard Gitton. Forma de pétalo está formada por la unión de dos láminas de diferentes metales cada uno con distintas propiedades térmicas. Al encender la luz las láminas se calientan. La más cercana al foco se expande más que la otra y provoca que el pétalo se curve. Cuando se apaga la fuente luminosa, las láminas se enfrían y vuelve a curvarse.

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1.3 MEDIDOR DE LUMENES Y MEDIDOR DE WATTORIMETRO

Para saber cuánta electricidad se consume en una casa, empresa, escuela, etc. Se usan medidores que miden los lúmenes o los watts. Las bombillas de bajo consumo son cuantificadas según su luminosidad, a través de la unidad de medida llamada lúmenes que justamente indica la cantidad de luz emitida. Por el contrario, las anteriores bombillas incandescentes eran medidas en watts. Aquí una imagen de estos medidores.

1.4 CÓMO FUNCIONAN LOS FOCOS

A. LUZ INCANDESCENTE: Una lámpara de incandescencia o lámpara incandescente es un dispositivo que produce luz mediante el calentamiento por efecto Joule de un filamento metálico, en concreto de wolframio, hasta ponerlo al rojo blanco, mediante el paso de corriente eléctrica.
B. LUZ FLOUORESCENTE: La luminaria fluorescente, también denominada tubo fluorescente, aunque su efecto se basa exactamente en la fosforescencia, es una luminaria que cuenta con una lámpara de vapor de mercurio a baja presión y que es utilizada normalmente para la iluminación doméstica e industrial.
C. LUZ INCANDESCENTE HALÓGENA: La lámpara halógena es una variante de la lámpara incandescente con un filamento de tungsteno dentro de un gas inerte y una pequeña cantidad de halógeno (como yodo o bromo). El filamento y los gases se encuentran en equilibrio químico, mejorando el rendimiento del filamento y aumentando su vida útil. Aquí unas imágenes.

 

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LUZ INCANDESCENTE LUZ INCANDESCENTE HALÓGENA

1.5 LA HISTORIA DE LA LUZ
Hablar de la historia de la luz es muy extenso así que hago una breve explicación sobre este tema proporcionando los datos más sobresalientes. Antes de nuestra Era la primera forma de iluminación fue con fogatas. Durante la Edad Media se utilizaban antorchas portátiles o que se ponían en soportes metálicos. En Mesopotamia se encontraron lámparas de cobre y bronce, esto aproximadamente en el año 2700 A.C. Por su parte las lámparas de aceite tienen su origen en Egipto. Se llenaban de aceite y sobre su superficie flotaba la mecha que se mantenía de forma vertical mediante un corcho. Las lámparas antiguas datan de los Siglos XVI, XVII y XVIII. También están los candelabros que surgieron en el Siglo XIX, el Quinqué, la lámpara de arco de carbones. Para el Siglo XX surgen las lámparas de petróleo y foco incandescente y en el Siglo XXI la lámpara fluorescente y compacta.
2. LAS LENTES
Existen dos tipos principales de lentes:
LENTES CONVERGENTES: Son aquellas cuyo espesor va disminuyendo del centro hacia los bordes. En este tipo de lentes, todo rayo que pase paralelamente al eje principal, al refractarse se junta en su foco. Las lentes convergentes forman imágenes reales de objetos. Existen tres clases de lentes convergentes:
• Lentes bi-convexas.
• Lentes plano-convexas.
• Lentes cóncavo-convexas.

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LENTES DIVERGENTES: Son aquellas cuyo espesor va disminuyendo de los bordes hacia el centro. En este tipo de lentes, todo rayo que pase paralelamente principal, al refractarse se separa como si procediera de un foco principal. Las lentes divergentes forman imágenes virtuales de los objetos. Existen tres clases de lentes divergentes:
Lentes bi-cóncavas
Lentes plano-cóncavas
Lentes convexo-cóncavas

2.1 TRAMPAS DE LUZ
Aquí se muestra un experimento con una caja negra que tiene un orificio al centro, adentro de la caja hay una pequeña imagen que se encuentra al centro de un fondo blanco. Al cerrar las puertas no se observa nada por el orificio por eso el nombre de trampa de luz, es como si esta caja encerrara la luz.

2.2 LENTE DE FRESNEL
La lente de Fresnel, es un diseño de lentes que permite la construcción de lentes de gran apertura y una corta distancia focal sin el peso y volumen de material que debería usar en una lente de diseño convencional. Cuando las lentes son grandes, su grosor puede hacerse excesivo, haciendo la lente muy pesada y cara. En vez de ello, se puede mantener los radios de curvatura de las lentes separándolas en anillos circulares. El grosor de la lente en cada anillo es diferente, eliminando el enorme espesor que tendría la lente de ser sus superficies continuas, mientras que la superficie presenta un aspecto escalonado. Se emplean en lupas planas con formato de tarjeta de crédito, linternas de los faros, faros de los automóviles, indicadores de dirección, visores de realidad virtual, etc.

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2.3 LUZ QUE SE QUIEBRA
Cuando la luz llega a una esquina se descompone en colores formando una nueva visión, por eso se dice que se quiebra. Aquí una muestra de este experimento.

2.4 LA LUZ BLANCA
Cuándo el ojo humano ve una luz compuesta por todo el rango de la luz visible, es decir, por todos los colores superpuestos, es interpretada como el color blanco y es esta luz la que se conoce como luz blanca. En otras palabras, la luz blanca es una luz compuesta por la superposición de todo el espectro de la luz visible. Aquí lo muestra la imagen.


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2.5 VISOR PRISMÁTICO
Es un instrumento óptico usado para ampliar la imagen de los objetos distantes , al igual que el monocular y el telescopio, pero a diferencia de éstos, provoca el efecto de estereoscopía en la imagen y por eso es más cómodo apreciar la distancia entre objetos distantes y seguirlos en movimiento.
Los prismáticos poseen un par de tubos. Cada tubo contiene una serie de lentes y un prisma, que amplía la imagen para cada ojo y eso produce la estereoscopía. Así se ve:

2.6 REFRACCIÓN
Cuando la luz pasa de un medio transparente a otro se produce un cambio en su dirección debido a la distinta velocidad de propagación que tiene la luz en los diferentes medios materiales. A este fenómeno se le llama refracción.

2.7 VENTANA AL INFINITO
El espejo de la tapa es en realidad un “semiespejo” ya que te permite ver a través de el. La reflexión de un espejo en otro paralelo genera una multiplicidad de imágenes que parecen alejarse hacia el infinito. Como no podemos observar las imágenes que se perciben dentro de esta ventana agrego otras dos imágenes sobre este mismo tema: vista del infinito a través de un pozo y una ventana.

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3. TIENDRO DE CABEZA Y AL REVÉS
La cabeza abajo y la derecha , ¿Por qué?. Este equipo consta de tres espejos: dos, colocados en ángulo recto y otro debajo de ellos formando también ángulo recto con los dos primeros. La imagen que se refleja en el espejo uno pasa por el espejo dos y luego llega a nuestros ojos. Lo mismo sucede con la imagen del espejo dos, es decir, pasa por el espejo uno antes de que la veamos; por eso vemos nuestro lado derecho en el espejo de la izquierda y nuestro lado izquierdo en la derecha. Lo mismo sucede con el espejo tres pero de arriba hacia abajo; por ello nos vemos de cabeza.

3.1 DIENDRO
Si se colocan dos espejos planos formando un cierto ángulo diedro entre sí, y entre ellos se coloca un objeto, se pueden observar varias imágenes, dependiendo su número del ángulo diedro que formen entre sí los espejos. A medida que el ángulo es más pequeño aumenta el número de imágenes.

3.2 CALEIDOSCOPIO
La luz entra en el caleidoscopio a través de la lámina translúcida, de modo que ilumina a los abalorios y papelitos, que se reflejan en los espejos y su reflexión, a su vez, de nuevo en los otros espejos. Los espejos pueden estar dispuestos a distintos ángulos: formando 45º en cada uno se generan ocho imágenes duplicadas; formando 60º se observan seis duplicados y formando 90º, cuatro.
En un caleidoscopio la reflexión es aleatoria debido a los diversos cortes y formas que puedan tener los objetos reflejados dentro de él.
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3.3 ESPEJOS CURVOS
Los espejos curvos son superficies reflectoras en forma de casquetes esféricos, de metal o vidrio plateado, los cuales pueden ser cóncavos o convexos.
En general este tipo de espejo formará distintas imágenes dependiendo de la posición en la que se encuentra el objeto.


3.4 OBJETO FANTASMA
La imagen de un objeto es el resultado de hacer pasar la luz que proviene de él por un sistema óptico (arreglo de lentes y espejo). Las imágenes pueden ser reales o virtuales; lo que tienen en común en que son incorpóreas, es decir, no las puedes tocar. Una imagen virtual es aquella que observas dentro del espejo, esto es, sus rayos de luz parecer emerger del espejo como si estuviera atrás. En cambio, las imágenes reales son las que se forman fuera del sistema óptico y pueden ser proyectadas ya sea en una pantalla o incluso en el aire.

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3.5 POLIEDROS VIRTUALES
Los caleidoscopios poliédricos son tronco de pirámides cuyas caras laterales interiores (trapecios isósceles) son espejos y los reflejos entre ellos nos permiten ver, de manera virtual, los distintos poliedros regulares. Para lograr este efecto, es fundamental el ángulo de inclinación de los espejos.

4. TELÉGRAFO DE HERTZ
A través de este medio Hertz demostró experimentalmente que electricidad puede transmitirse en forma electromagnéticas de un lugar a otro sin necesidad de algunos cables. Las descargas eléctricas producidas de las esferas metálicas generan ondas electromagnéticas que se propagan y son recibidas por las esferas que se encuentran al frente. Las ondas electromagnéticas han viajado de un lugar a otro.

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4.1 PÉNDULO ELECTROMAGNÉTICO
Para generar una corriente eléctrica en un conductor es necesaria una diferencia de voltaje entre dos puntos distintos del mismo. Una vez generada la corriente eléctrica puedes prender por ejemplo, un foco. Una manera de producir una corriente eléctrica es mediante el movimiento relativo de un conductor y de un campo magnético constante (Ley de la inducción electromagnética) A dicha corriente eléctrica se le denomina corriente inducida.

4.2 ACELERADOR ELECTROMAGNÉTICO
Cuando una bobina pasa corriente eléctrica que cambia continuamente como la corriente alterna, se produce un campo magnético similar al de un imán de tal manera que el anillo, que se encuentra en el interior de la bobina, se produce una corriente eléctrica denominada inducida, que provoca la aparición de otro campo magnético generado por el anillo. Los dos campos magnéticos están polarizados de tal manera que los dos polos iguales se encuentran uno frente al otro, dando como resultado la repulsión entre ellos lanzando al anillo.


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4.3 REJILLAS DE DIFRACCIÓN
Cuando la luz encuentra una serie de obstáculos finos y simétricos como en esta malla, la luz azul –cuya onda es muy pequeña- se identifica más que la luz roja, que es una onda más grande. Por eso la fuente de luz blanca se ve de colores. Este es uno de los experimentos que demostraron que la luz es un fenómeno ondulatorio. El efecto que observamos se conoce con el nombre de difracción.


4.4 DETECCIÓN DEL CAMPO MAGNÉTICO
Cuando se coloca un disco metálico en un campo magnético y se pone a girar, se inducen en una superficie corrientes eléctricas que reciben el nombre de corrientes parásitas. En este equipamiento, sobre un disco metálico de aluminio se encuentra suspendida una aguja que puede moverse libremente como un péndulo. En su extremo inferior tiene un imán cuyas líneas de campo magnético atraviesan perpendicularmente el disco. Cuando el disco gira, corta las líneas del campo magnético del imán y, de esta manera, en su superficie se induce una corriente de Foucault. Estas corrientes generan a su vez un campo magnético opuesto al del imán ocasionando que la aguja se incline. La intensidad de la corriente inducida es proporcional a la velocidad angular del disco y a la intensidad del campo magnético del imán.

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4.5 LA LUZ PORTADORA DE ENERGÍA
Cuando una fuente emite luz, libera energía y genera en su entorno un campo eléctrico que vibra; este campo eléctrico genera a su alrededor un campo magnético que también vibra, este nuevo campo, a su vez, crea en torno a sí, un segundo campo eléctrico que a su vez vibra. Así, paso a paso, de campo en campo, se va creando una onda electromagnética que se aleja de la fuente luminosa. Esta radiación electromagnética lleva, de un lugar a otro, la energía emitida por la fuente.
4.5.1 LA LUZ VIAJA A UNA VELOCIDAD INMENSA
La velocidad a la que se propaga la radiación luminosa es vertiginosa: las ondas de luz recorren 300, 000 km cada segundo, que es aproximadamente la distancia que nos separa de la luna.

4.6 EFECTO DOPPLER, ¿SE ACERCA O SE ALEJA?
¿Has oído como cambia el sonido de una ambulancia conforme se acerca o aleja de ti?. Este cambio se debe al “ efecto Doppler”. Utilizando el mismo principio, los astrónomos determinan la velocidad de los diferentes cuerpos celestes por el cambio en el color de la luz.

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5. ¿DE QUÉ COLOR ES?
Para entender mejor el Universo, los astrónomos estudian los cuerpos celestes en diferentes regiones del espectro electromagnético: por ejemplo, en rayos X, ultravioleta, visible, inflarrojo, etc. Esto es parecido a observar una fotografía con diferentes filtros de colores, con los cuales podemos apreciar distintos detalles.

5.1 CAMBIO DE COLOR EN LAS REACCIONES QUÍMICAS
La química clasifica las sustancias en ácidas y alcalinas. Para medir que tan ácida o alcalina es una sustancia los químicos utilizan una escala conocida como escala de pH. Y el color, ¿qué tiene que ver con todo esto?. Ciertos materiales, llamados indicadores, tienen la propiedad de cambiar de color según el pH de las sustancias con las que se mezclan


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5.2 OSCILADORES Y ONDAS
Suponemos varios osciladores acoplados de forma que el movimiento de uno de ellos influye en todos los demás. El efecto neto del acoplamiento de dos o más osciladores se puede describir como un intercambio de energía entre ellos. El movimiento ondulatorio debe su existencia a sistemas vibrantes próximos que son capaces de transmitir su energía unos a otros.
La transferencia de energía entre dos osciladores se debe a que ambos comparten un elemento (rigidez, masa o resistencia). El acoplamiento de resistencia inevitablemente conlleva pérdida de energía y por lo tanto un rápido decaimiento de la vibración. Sin embargo, el decaimiento vía rigidez o masa no consume potencia, siendo posible la transferencia continua de energía entre muchos osciladores, lo que constituye la base del movimiento ondulatorio.


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CONCLUSIÓN
El Museo de la Luz a pesar de ser uno de los museos más pequeños ubicados en la Ciudad de México y el más accesible ya que el costo de boleto es de 25 pesos estudiantes y 35 pesos adultos.
Este Museo detalla ampliamente las distintas facetas de la luz y brinda a sus visitantes la experiencia de aprender a través de la práctica y los distintos experimentos que tan importante es la luz para el ser humano.
El recorrido es amplio y me enfoqué en la realización de este trabajo en los puntos que consideré más importantes, sin embargo mencionaré a continuación otros temas que también están en este Museo: ¿de qué están hechas las estrellas?, espectros, atmósfera solar, la temperatura de las estrellas, lámparas de gas, cambios de color en reacciones químicas, luz fantástica, la química y el color, colores de plantas y animales, composición de colores, resta de luces, colores primarios en pigmentos, la luz creadora de espacios y el microscopio.
Además del recorrido que pueden tener los visitantes, este Museo brinda talleres, pláticas, exposiciones y cuenta con el servicio de museo de noche que se llevará a cabo en el mes de febrero. Para los interesados en las novedades y los servicios que se van presentando se cuenta con una página en Facebook.
En lo personal, disfruté de esta experiencia no solamente porque me gusta visitar estos lugares, sino que considero que es más sencillo aprender mediante la práctica algunos de los temas que aquí se presentan.

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