Equipo [REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN DE LA LUZ] Alika Tiaret Granados López[1° Quetzal], Antonio López Bolaños[1° Quetzal]
La luz y la electricidad son fundamentales en nuestra vida diaria, mejorando la calidad de vida al permitir la comunicación, el transporte y el acceso a energía. En este escrito explicaremos que la reflexión es el cambio de dirección de la luz cuando choca con una superficie; mientras que la refracción es cuando la luz se devía hacia un lado, cambiando su dirección y velocidad.
Light and electricity are fundamental in our daily lives, improving the quality of life by allowing communication, transportation and access to energy. In this article we will explain that reflection is the change in direction of light when it hits a surface; while refraction is when light is deviated to one side, changing its direction and speed.
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La luz es uno de los fenómenos más fascinantes y fundamentales que encontramos en nuestro día a día. sin ella, no podríamos ver ni experimentar el mundo tal como lo conocemos. sin embargo, la luz no viaja de cualquier manera; tiene un comportamiento muy especial cuando interactúa con diferentes superficies. A través de fenómenos como la reflexión y la refracción, la luz cambia de dirección y nos permite observar cosas sorprendentes, como la imagen en un espejo o el modo en que los objetos parecen distorsionarse bajo el agua.
Este proyecto se centra en explorar y comprender los principios de la reflexión y la refracción de la luz. a través de experimentos y observaciones, estudiaremos cómo los rayos de luz se reflejan al golpear superficies y cómo se desvían cuando atraviesan diferentes medio, como el vidrio o el agua. además, analizaremos la importancia de fenómenos en la vida cotidiana y su aplicación en la tecnología, la ciencia y el arte.
A través de este proyecto, buscaremos responder preguntas clave como: ¿Por qué podemos ver nuestra imagen en un espejo? ¿Por qué los objetos parecen más grandes o más pequeños bajo el agua? ¿Cómo afecta la luz al diseño de dispositivos como lentes o telescopios?
Al comprender cómo la luz se comporta, podremos ver el mundo desde una nueva perspectiva y descubrir los secretos detrás de uno de los fenómenos más importantes de la naturaleza.
La reflexión y la refracción de la luz son fenómenos fundamentales en la óptica y la física. A lo largo de la historia, científicos e investigadores han estudiado y analizado estos fenómenos, desarrollando teorías y modelos que explican su comportamiento.
Decidimos investigar sobre la reflexión y refracción de la luz; pues bien sabemos, la luz es una parte fundamental de nuestra vida diaria. La reflexión y refracción de la luz, son dos conceptos básicos que nos ayudan a entender como la luz se comporta en diferentes situaciones; además entenderemos como aplicar este conocimiento en una amplia variedad de áreas científicas, tecnológicas y cotidianas.
La luz es un componente esencial de nuestra vida diaria, ya que sin ella no podríamos ver ni entender el mundo que nos rodea. Estudiar cómo la luz interactúa con diferentes superficies y medios nos permite explicar fenómenos comunes, como el reflejo en un espejo o la distorsión visual bajo el agua.
El estudio de la reflexión y la refracción de la luz tiene aplicaciones prácticas en áreas como la óptica, la medicina, la ingeniería y la tecnología. por ejemplo: los principios de la reflexión son fundamentales como el diseño de espejos, cámaras y telescopios, mientras que la refracción es clave en la fabricación de gafas, microscopios, y dispositivos de corrección visual. además, comprender cómo la luz cambia de dirección al pasar a través de diferentes materiales permite desarrollar tecnologías más avanzadas como fibra óptica para comunicaciones y sistemas de visión artificial.
Para nosotros como estudiantes, este conocimiento fomentará el pensamiento crítico y la capacidad de observación, permitiendonos a entender los principios de la física que rigen muchos de los dispositivos que utilizamos en nuestra vida diaria. Además de tener mayor comprensión de los fenómenos naturales y nos acerca al desarrollo de nuevas soluciones científicas y tecnológicas que mejoren nuestra calidad de vida.
En resumen, investigar sobre la reflexión y refracción de la luz no solo nos ayuda a comprender mejor el comportamiento de la luz, sino que también tiene un impacto directo en la innovación tecnológica y la mejora de diversas aplicaciones prácticas, desde la medicina hasta las telecomunicaciones.
Muchas personas desconocen la importancia de la reflexión y la refracción de la luz en nuestra vida diaria.
El problema central de esta investigación radica en la necesidad de comprender los principios básicos que rigen la reflexión y la refracción de la luz, y cómo estos fenómenos afectan la forma en que vemos e interactuamos con nuestro entorno. Además, se plantea la interrogante de cómo estos conocimientos pueden ser aliados en diversas áreas de la ciencia y la tecnología, como la fabricación de lentes, la medicina, las telecomunicaciones, y la óptica en general.
Por lo tanto, es esencial realizar una investigación detallada sobre estos procesos para poder explicar sus mecanismos de forma clara y accesible, y así fomentar una mayor comprensión sobre su impacto en nuestra vida diaria y en los avances científicos y tecnológicos.
Si entendemos como la luz se refleja o se refracta cuando interactúa con un objeto o un medio diferente; entonces sabremos que la luz cambia de dirección cuando choca con algo o pasa de un lugar a otro.
Dar a conocer que es la reflexión y refracción y la importancia que tiene en nuestra vida cotidiana
Comprender el concepto de reflexión y refracción de la luz, e identificar y explicar las diferencias entre ambos conceptos
Proteger al planeta utilizando la luz de manera eficiente.
Crear sistemas de iluminación que utilicen luz natural y reduzcan la necesidad de luces artificiales
¿Porqué es importante la reflexión y refracción?
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Se ha estudiado desde la antigüedad, pero su estudio científico comenzó en los siglos XVII por el científico Isaac Newton quien descubrió que la luz se compone de diferentes colores y que se refracta al pasar por un prisma.
Los antiguos griegos descubrieron que la luz se refleja en las superficies planas; mientras que los antiguos romanos descubrieron que la luz se refracta al pasar por diferentes materiales.
A finales del siglo XIX, los ingenieros lograron aprovecharla para uso doméstico e industrial.
La luz es una forma de energía que nos permite ver las cosas. Es como un rayo de energía que viaja a través del aire y nos permite ver los colores y las formas de las cosas.
La reflexión de la luz es cuando la luz choca con algo y rebota hacia atrás; mientras que la refracción de la luz es cuando la luz pasa de un lugar a otro y cambia de dirección.
Porque nos permiten entender cómo funciona la luz y cómo podemos utilizarla para hacer cosas útiles, como por ejemplo:
Lentes: la refracción se utiliza para enfocar la luz y crear imágenes.
Espejos: la reflexión se utiliza para crear imágenes reflejadas.
Fibra óptica: la refracción se utiliza para transmitir información a través de la luz.
Las primeras aportaciones que pueden entenderse como aproximaciones sucesivas al fenómeno eléctrico fueron realizadas por William Gilbert que realizó un estudio cuidadoso de electricidad y magnetismo. Diferenció el efecto producido por trozos de magnetita, de la electricidad estática producida al frotar ámbar. Además, acuñó el término neolatino electricus (que, a su vez, proviene de ήλεκτρον [elektron], la palabra griega para ámbar) para referirse a la propiedad de atraer pequeños objetos después de haberlos frotado. Esto originó los términos eléctrico y electricidad, que aparecen por vez primera en 1646 en la publicación Pseudodoxia Epidemica de Thomas Browne.
Existen varias teorías complejas sobre la historia de la electricidad y cómo se originó su uso. No obstante, el uso moderno que se le da hoy en día a la electricidad es la unión de diferentes investigaciones.
Los primeros datos recogidos sobre la electricidad estática fueron analizados por Girolamo Cardano, quien involucró las fuerzas eléctricas y magnéticas en su trabajo De Subtilitate, ya en 1550. Pero no fue hasta el siglo XVIII cuando se desarrolló el primer condensador, la botella de Leyden, creada por los científicos Ewald Georg Von Kleist y Pieter Van Musschenbroek.
Posteriormente, Benjamín Franklin acopló todas estas investigaciones a su experimento sobre el vuelo de la cometa en 1752. El científico enlazó una llave a la cuerda de una cometa, y la hizo volar durante una tormenta eléctrica. La electricidad transitó por la llave y provoco un choque de luz, demostrando así que la electricidad estática y la iluminación eran lo mismo y, por ende, los rayos eran una forma de electricidad. Franklin continuó investigando hasta llegar a conclusiones hasta entonces inimaginables sobre las cargas positivas y negativas.
La historia de la electricidad siguió progresando hasta llegar a Nikola Tesla, Thomas Edison y Alexander Graham Bell, quienes desarrollaron diferentes investigaciones en relación a ésta. Entre ellos destaca la creación del motor de inducción, la bombilla, la distribución de la energía, la primera locomotora eléctrica, el telégrafo, el teléfono, y por último, la industria telefónica.
Más que preguntar quién inventó la electricidad, lo correcto sería saber quiénes la descubrieron. Porque en realidad la electricidad no se inventó, más bien se descubrió, puesto que es un conjunto de fenómenos físicos. Aunque, el uso de la electricidad tal y como se conoce en la actualidad es el resultado de muchas investigaciones y años de desarrollo, el invento se le atribuye a Thomas Edison (1879), puesto que consiguió iluminar una bombilla incandescente con energía. Edison no descubrió la electricidad como tal, sino que se basó en investigadores anteriores, como, por ejemplo, la pila voltaica de Alessandro Volta (1800).
Sin embargo, Edison sí fue el primero en generar luz eléctrica de forma duradera y segura. Consiguió pasar corriente eléctrica de alta durabilidad por un filamento de carbono incandescente. Este filamento se encontraba dentro de una campana de cristal, la cual extendía la iluminación de forma eficiente, logrando así iluminar calles y viviendas.
Ahora que se ha estado hablando sobre todas las implicaciones que tiene el uso de energías limpias, es importante recordar cómo es que la electricidad llegó a México, cuando en todo el mundo se hacían los pininos para extender su uso y aprovechamiento.
Fue en el último cuarto del siglo XIX, cuando se realizó en la Ciudad de México el primer ensayo con energía eléctrica, un 16 de septiembre de 1881. Ese día, “doce robustas y elevadas columnas de madera”, con focos eléctricos, iluminaron lo que hoy sería Avenida Juárez, desde su arranque en Reforma y hasta Madero. Dos años después, en 1883, se construyó una nueva “torre de hierro” que se colocó cerca de la estatua de Colón y que alumbraba el Paseo de la Reforma. En estos primeros años de servicio eléctrico circuló la creencia de que cuanta más alta fuera la columna, más espacio podría iluminar el foco, de tal suerte que unos cuantos alumbrarían toda la ciudad.
Experimentar con la electricidad se convertiría en aquel fin de siglo en un ejercicio común entre los científicos de todo el mundo, interesados en descubrir y ampliar las aplicaciones de ese “fluido mágico” que hacía maravillas. Y la Ciudad de México se iba colocando a la vanguardia en cuanto al alumbrado público, ya que aquí se llevaban a cabo ensayos de manera paralela a los que se realizaban en Europa.
Mientras esto se hacía, la tecnología también se perfeccionaba con los descubrimientos que se iban alcanzando. Tomás Alva Edison, por ejemplo, inventaría el foco eléctrico en 1878 bajo el esquema de la subdivisión de la luz, con lo cual se abriría una infinidad de posibilidades para el alumbrado. Una de ellas, poder colocar una especie de series de focos para iluminar las ciudades con un resplandor más discreto que el que proporcionaban las lámparas de arco, que eran como reflectores que podían molestar a la vista. Las nuevas instalaciones daban una impresión de modernidad con mayor alumbrado.
Conforme pasaron los años, esta manifestación del progreso iría ampliando su presencia por la ciudad. En 1887, por ejemplo, la compañía Aguirre Hermanos, una de las empresas que competía para proveer el servicio de luz, solicitó al Ayuntamiento autorización para establecer alumbrado eléctrico incandescente en establecimientos privados, para “comodidad y bienestar” de los habitantes de la capital. “La mejora de que se trata ―argumentaba la empresa― está ya planteada como una de las más bellas e importantes en las ciudades de Europa y de los Estados Unidos.”
Evidentemente hubo muchos tropiezos en el camino, sin embargo, la década de 1890 representó, en los hechos, la consolidación de la política porfirista y del desarrollo económico. Grandes inversiones llegaron al país, reflejadas en magníficas obras de infraestructura como el ferrocarril y la electrificación. Impulsarlas fue una decisión de Estado que “representaba” el rumbo del progreso, y México pretendía llegar a ser un país moderno en el que tuvieran cabida todos los avances tecnológicos y científicos.
Fue así que, en esa última década del siglo XIX, la energía eléctrica amplió sus aplicaciones y empezó a utilizarse para alumbrar espacios interiores como teatros, comercios y casas particulares. Todo esto implicaba, obviamente, la construcción e instalación de un sistema eléctrico que fue dejando huella en la ciudad.
Gracias a este esfuerzo, la nueva iluminación se afianzó en las calles de la capital, apostando el gobierno por su total electrificación en 1896. Para ello, abrió un concurso público para la extensión del servicio, mismo que ganaría la empresa alemana Siemens y Halske, que obtuvo la concesión para proveer de electricidad a toda la ciudad de México.
Con ello, para 1900, la vieja historia del México en tinieblas o iluminado con antorchas y lámparas de aceite, petróleo o gas, formaría parte del pasado. El nuevo siglo arrancaba con el alarde de que todo el alumbrado público que ostentaba el país en el momento de la independencia, casi cien años antes, estaba contenido en uno solo de los muchos focos que iluminaban la capital. La intensidad luminaria se medía en bujías, y en los inicios del siglo XIX sólo dos mil bujías daban luz, mientras que finalizaba con casi un millón y medio. Había pues muchos progresos que presumir en materia de electrificación del alumbrado público, y así lo demostraban las constantes noticias que daban cuenta de la instalación de focos aquí y allá en toda la ciudad. La vida de los capitalinos se hizo entonces mucho más segura y se ampliaron las horas de socialización y trabajo.
Además, a partir de entonces la capital pudo celebrar sus fiestas patrias y religiosas con la presencia de cientos de focos que le dieron una nueva dimensión a los festejos y otra cara a la ciudad. La electrificación, tan importante para la segunda Revolución Industrial, había llegado al país y con ella la posibilidad de impulsar un país progresista y pujante. México se colocaba a principios del siglo XX a la altura de las naciones más civilizadas del mundo. Al menos algunos podían presumir de vivir y gozar de estos beneficios.
En primer lugar queremos explicar los conceptos de la reflexión y la refracción de la luz para que entiendan de qué estamos hablando; posteriormente realizamos experimentos sobre la reflexión y refracción de la luz para comprobar todo lo que hemos expuesto en nuestro proyecto.
Ilustración 1 Reflexión
Ilustración 2 Refracción
Ilustración 3 Experimento 1: Reflexión total interna de la luz
Material
1 puntero láser
1 vaso con leche (unas gotas) y
agua.
En un vaso vertimos agua y unas gotas de leche. Dirigimos la luz de un puntero láser desde una de las paredes del vaso, por debajo del nivel del agua, hacia arriba. Las gotas de leche en el vaso permiten observar el camino del haz a través del líquido. Con esto se observa el fenómeno de reflexión total interna de un haz de luz. En nuestro experimento se observa cómo el haz se refleja en la superficie del líquido y vuelve a introducirse dentro del mismo. Jugando con la orientación del haz, se observa que el ángulo que forma el haz incidente con la superficie del líquido es igual al que forma con esta superficie el haz reflejado. Este experimento se observa mejor en una habitación con poca o ninguna luz.
Ilustración 4 Experimento Reflexión de la luz con poca luz.
Ilustración 5 Experimento Reflexión de la luz con ninguna luz.
La realidad no es como la percibimos. O al menos como creemos que la percibimos con nuestros ojos. Para demostrarlo, realizamos un experimento sobre la refracción de la luz para explicar una curiosidad óptica, relacionada con la física.
Experimento Refracción:
Materiales:
– Un vaso
– Agua
– Un lápiz
– Una superficie plana
Procedimiento:
Para saber cómo funciona el fenómeno óptico de la refracción, usaremos primero un vaso de cristal vacío.
Introducimos un lápiz de color en el vaso y cuando el color está completamente sumergido en el agua, parece que el lápiz se dobla o se curvea o se ve curvo en el punto donde entra en contacto con el agua; y a medida que movemos el lápiz hacia abajo, la parte sumergida en el agua parece que se estira o se alarga.
La refracción es el cambio de dirección que sufre la luz cuando pasa de un medio a otro con una densidad óptica diferente. En este experimento, la luz pasa del aire al agua, que tiene una densidad óptica mayor que el aire.
Con los experimentos que realizamos comprobamos que la luz se refleja en superficies lisas como el vidrio y el agua y se refracta al pasar de un medio a otro, como del aire al agua o del aire al vidrio.
Con nuestro proyecto cumplimos con los objetivos antes mencionados; pues aprendimos que la reflexión de la luz es un proceso que ocurre cuando la luz que se ve sobre una superficie y se refleja en una dirección diferente; mientras que la refracción de la luz es un proceso complejo, ya que la refracción de la luz es un proceso que ocurre cuando la luz pasa de un medio a otro con una densidad que se ve diferente.
