martes, 10 de febrero de 2015

Mezcla de Luces de Colores (IYL2015 -Óptica10)

Ya hemos investigado como la “luz blanca” proveniente del Sol, es en realidad una mezcla continua de longitudes de onda desde 400 nm  (violeta) hasta 700 nm (rojo), aproximadamente, lo que llamamos el espectro visible.

Lea en este blog:
Dispersión de la luz por un prisma (IYL2015- Óptica5)
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Espectroscopio (IYL2015 –Óptica9)
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También se ha investigado como un medio dispersor (prisma, red de difracción, gases de la atmósfera, gotas de agua), pueden separar esa mezcla, produciendo un “arcoíris”.
La medición y el análisis del espectro particular de una determinada fuente de luz, se utiliza para investigar su naturaleza física y química.


  • ¿Podemos invertir el proceso?, es decir, ¿se puede obtener luz blanca a partir de un conjunto de luces de colores?
    La respuesta es sí.

  • Se puede lograr con un conjunto mínimo de tres colores básicos, si se usan en proporciones adecuadas en cuanto a su intensidad y longitud de onda (o frecuencia).

  • El conjunto que más se usa como los tres colores básicos es el azul (450 a 500 nm), el verde (500 a 570 nm) y el rojo (610 a 700 nm), esto porque están suficientemente espaciados entre sí, y se puede lograr con ellos una luz casi blanca sobre una superficie, si se ilumina con proporciones iguales de cada color.

  • ¿Cómo se producen fuentes artificiales de luces de esos tres colores?

    Se pueden usar bombillos incandescentes y tubos fluorescentes, que producen una luz aceptada como blanca y pasándola por un “filtro de color” que estaría en el vidrio. Este filtro transmite preferentemente el color elegido y absorbe en buena cantidad los otros colores (llamados complementarios).
    En el comercio se consiguen filtros de color de muy buena calidad, pero usted puede hacer unos usando papel celofán para cubrir la lámpara de una linterna portátil, por ejemplo (¡cuidado con el calentamiento!).
    En ferreterías se consigan fluorescentes compactos de los tres colores.

    Para motivar a sus estudiantes, el docente puede construir un el equipo básico: los tres plafones atornillados a una tabla (plywood) con la conexión eléctrica (¡en paralelo!).  Además un texto básico y varias preguntas, para compartir con la clase.

    Objetivo: Construir un soporte para colocar tres fuentes luminosas de color, iluminar una pantalla (preferiblemente blanca) e investigar el comportamiento de luz y sombras y la adición de colores.

    Materiales: Tres plafones pequeños (
    ¢700 c/u) y tornillos, regla de madera, un trozo de cable eléctrico, tres bombillos, fluorescentes compactos (¢5000 c/u), o “led” (rojo, verde, azul), enchufe, herramientas caseras, pantalla o pared blanca. Opcional: regleta, extensión eléctrica, pantallas (cartones) pintadas de diferentes colores.
    ¿Qué hacer?:

  1. Arme apropiadamente la parte mecánica y eléctrica (!plafones -en paralelo-, cuidado!). Coloque los bombillos a unos 50 cm de una pantalla blanca.

    !Esta observación requiere hacerse en un aula que se pueda obscurecer, o realizarla durante la noche!
    Disfrute e investigue.
    Mantenga las variables controladas, para analizar sus efectos.
     

  2. Coloque un obstáculo (!su mano!) que produzca sombra sobre la pantalla. ¿Qué sucede?

  3. Tape, o desconecte uno, o dos bombillos. ¿Cómo cambian las sombras y el fondo (pantalla)?

  4. Cambie a una pantalla de color (siempre blancusco) y repita.

  5. Si puede independice los bombillos (orden, distancia, intensidad de la corriente eléctrica) – tenga cuidado-.
    Investigue.

Referencias adicionales:

http://en.wikipedia.org/wiki/Additive_color .

http://en.wikipedia.org/wiki/RGB_color_model .
http://www.webexhibits.org/causesofcolor/1BE.html
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http://www.physicsclassroom.com/class/light/Lesson-2/Color-Addition
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