Enseñando ciencia a la velocidad de la luz

Compartimos con los maestros una efeméride muy importante en ciencia y también un divertido experimento con el cual los alumnos serán capaces de descomponer la luz blanca en una agradable sorpresa. Hoy se conmemora el 340º aniversario de la determinación de la velocidad de la luz, la cual es lo más rápido que conocemos.  Galileo Galilei, (1564-1642), fue el primero en interesarse en saber a qué  velocidad  viaja la luz.

Mientras que sus contemporáneos pensaban que era instantánea, el padre de la astronomía y física moderna quería demostrar que no era así.  Hizo varios experimentos con focos ubicados en diferentes colinas, pero la velocidad era tan rápida que no podía medirla con los relojes de su tiempo.

Otros científicos intentaron resolver esta situación,  pero fue el astrónomo danés Ole Christensen Romer (1644-1710) el primero en lograr una determinación válida  de la velocidad de la luz en el año 1676.

La luz  viaja a una velocidad de 186,000 millas o 300,000 kilómetros por segundo en el espacio vacío. Esto representa una velocidad tan alta que, ¡la luz puede viajar siete veces alrededor del globo terráqueo  en tan solo un segundo!

 Los astrónomos utilizan  la velocidad de la luz para determinar  qué tan lejos están los objetos en el espacio, y para ello utilizan una unidad de medida denominada año-luz; y se le llama así porque corresponde a la distancia que la luz puede desplazarse en un año.

En 365 días  la luz viaja casi  9’460,000’000,000 o kilómetros  5’880,000’000,000 millas, distancia correspondiente a  un año-luz.

Nuestro planeta Tierra se encuentra en la galaxia llamada la Vía Láctea, que consta de  aproximadamente 150,000 años luz de diámetro. La galaxia grande más próxima es Andrómeda, ubicada a 2.3 millones de años luz de distancia.

Descomposición de la luz

La luz blanca puede descomponerse en luces monocromáticas (de un solo color), siempre que  atraviesa algún obstáculo que obligue a las diferentes ondas que constituyen la luz blanca a desplazarse a velocidades diferentes.

Compartimos con ustedes un experimento sencillo con el cual los alumnos serán capaces de descomponer la luz blanca ¡en un arcoíris artificial!

Utensilios
  • Un envase grande
  • Agua
  • Un espejo plano
  • Masilla
  • Luz solar o un foco con buena iluminación
Procedimiento

Los alumnos deben llenar el envase con agua e introducir el espejo dentro. Deben sujetarlo con las manos en una posición donde le dé el sol (o la luz de la linterna) y luego fijarlo al envase con masilla.

El espejo debe formar una inclinación cercana a los 45º y reflejar la luz contra una pared u otra superficie blanca.

Et Voilá!

Lo que veremos reflejado en la pared es un arcoíris. La luz blanca del sol se transforma en una variedad de colores.

 Esto se debe a que cuando la luz penetra en el agua su velocidad cambia, y pasa lo mismo cuando emerge del agua después de haberse reflejado en el espejo. Esos cambios de velocidad provocan que las distintas longitudes de onda se separen, es decir, que la luz blanca se descomponga en las longitudes de onda que la forman, cada una de un color diferente, los mismos colores que los del arcoíris.

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