F Sica 11

1)Combinaciones aditivas de colores
Materiales
Focos: rojo, verde y azul.
Disco opaco sobre soporte.
Pantalla.



Procedimiento y explicación

Se sitúa el disco opaco frente a los focos. Su único objetivo es proporcionar zonas de sombra con perfiles nítidos, ya que los focos son de luz difusa.

Se encienden dos de los focos, por ejemplo rojo y verde. Se observa en la pantalla dos círculos a losque llega uno sólo de los dos colores, el color del otro foco está oculto por el disco opaco, y una sombra negra en la intersección donde no llega la luz de ningún foco. Hacia fuera hay una zona donde se superponen los colores de los dos focos, en este caso amarilla.

Rojo + Verde = Amarillo

Los colores rojo, verde y azul reciben el nombre de colores primarios porque, a partir de ellos, jugandocon sus intensidades, se puede obtener cualquier otro color. La suma de los tres primarios con intensidades iguales resulta blanco: Rojo + Verde + Azul = Blanco

La experiencia se repite con los focos rojo y azul: Rojo + Azul = Magenta. Y con verde y azul: Verde +Azul = Cian.

Finalmente, al iluminar con los tres focos se observa una sombra central oscura que es la que proyecta el disco opaco.Otras zonas están iluminadas por los tres colores primarios –rojo, verde y azul –, y aquellas en donde coinciden dos primarios se observan los tres colores complementarios: amarillo, cian y magenta.

2) ¿De veras son convergentes y divergentes?

Materiales:
Cubetas de vidrio selladas con silicona (por ejemplo, de 25 X 20 x 3 cm)
Lentes (2 biconvexas y 2 bicóncavas) de metacrilato con radios decurvatura no superiores a 3 cm
Focos de luz (preferiblemente de varios haces)
Disulfuro de carbono

Lentes inmersas en disulfuro de carbono
Fundamento científico:Es muy frecuente hablar de lente «convergente», refiriéndonos a la lente biconvexa, y «divergente», si se trata de la bicóncava. Ahora bien… ¿podría ser al revés de lo que pensamos? ¿Podría una lente «convergente» comportarse como «divergente»,y viceversa? En la experiencia que proponemos se puede comprobar que así es. La explicación la encontramos en la llamada ecuación del fabricante de lentes en función de la distancia focal ƒ. Dicha ecuación es:

1
 
(
1
 
1
)

= (nrelativo-1) ·


-


ƒ
 

r1
 
r2 

ƒ: Distancia focal (distancia de la lente al punto donde convergen los rayos reales o sus prolongaciones ficticias)
r1 y r2: Radios decurvatura de las superficies curvas de las lente
N: índice de refracción. nrelativo = nlente /nmedio
El segundo paréntesis es siempre positivo en las lentes biconvexas y negativo en las bicóncavas. Por tanto, el signo de la distancia focal (y, en consecuencia, el comportamiento de la lente) vendrá determinado por el signo del primer paréntesis (nrelativo -1). Este paréntesis es positivo si elmedio es el aire (naire= 1), por lo que ƒ resulta positiva para la lente biconvexa (comportamiento convergente) y negativa para la bicóncava (comportamiento divergente). Sin embargo, si las lentes se encuentran inmersas en un medio cuyo índice de refracción es mayor que el de las propias lentes (caso del disulfuro de carbono), entonces el primer paréntesis resulta ser negativo y el comportamiento delas lentes se invierte. ¡La familiar «lente convergente» es ahora divergente y la «divergente» es convergente! Sorprendente, ¿no?

Desarrollo:
En cada cubeta tenemos una lente biconvexa y otra bicóncava. Con sendos focos en cada una, mostramos el comportamiento óptico de cada lente. Se trata de comprobar que el comportamiento es justamente el contrario al esperado cuando las lentes están sumergidasen disulfuro de carbono. Respecto de este compuesto conviene tener en cuenta algunas advertencias; es especialmente hediondo y debe manejarse con precaución. La cubeta que lo contiene debe estar muy bien sellada con silicona (no reacciona con el disulfuro).
 
3) El cuarto oscuro
Materiales:
Cuarto oscuro
Luces de sodio de baja presión, monocromática roja, ultravioleta de baja frecuencia,...