¡Haz visible la luz invisible! El espectáculo de luz con láser y máquina de niebla
Soy Ken Kuwako, entrenador de ciencia. Para mí, cada día es un experimento.
Si apuntas un puntero láser hacia la pared, aparece un puntito rojo o verde que brilla con fuerza. Pero el “camino de luz” que va desde el puntero hasta la pared normalmente es del todo invisible. La luz pasa por ahí, eso es seguro, entonces, ¿por qué no la vemos? Y si existiera un aparato curioso capaz de crear una nube en medio del aula en un abrir y cerrar de ojos y hacer que ese camino de luz apareciera ante tus ojos, ¿no te darían ganas de probarlo?
Normalmente, el camino de la luz no se ve
Hace poco, en una clase con alumnos de primero de secundaria, observamos el camino de la luz (la trayectoria del rayo láser). Aunque uses el puntero láser de la forma habitual, no hay manera de ver ese recorrido. Así que, justo en la trayectoria del láser, sacudimos un borrador de pizarra para soltar polvo de tiza. Si apagas las luces y haces el experimento, el camino de la luz se ve así.
Eso sí, como se levanta polvo de tiza, conviene tomar precauciones: mantén a los alumnos bien alejados para que no lo respiren. También se puede hacer la demostración con humo de incienso. En ese caso, deja que el humo se acumule en un recipiente, como una pecera, y haz pasar el rayo láser por dentro. ¡Y disfruta del espectáculo de luz! Ojo, porque el láser es peligroso si entra en los ojos: no lo apuntes jamás hacia la cara ni los ojos de nadie.
¿Por qué se ve la luz cuando hay polvo o humo?
Cuando decimos que “vemos” algo, lo que ocurre es que la luz ha llegado hasta nuestros ojos. El rayo láser avanza en línea recta, limpia y precisa, así que en un aire sin nada la luz no llega a los ojos de quienes estamos a un lado. Por eso su camino resulta invisible.
Sin embargo, si en la trayectoria hay partículas de polvo de tiza o de humo, la luz choca con ellas y sale rebotando en todas direcciones. A esto se le llama dispersión de la luz. Una parte de esa luz dispersada sí llega a nuestros ojos, de modo que las partículas se ven brillantes y, como resultado, el camino de la luz queda a la vista.
De hecho, este mismo fenómeno se puede ver en la vida cotidiana. Los famosos “rayos de Jacob” (o “escalera de ángeles”), esos haces de sol que se cuelan entre las nubes y caen sobre la tierra, también se ven porque las gotitas de agua y el polvo del aire dispersan la luz. El láser del aula viene a ser una versión en miniatura de ese paisaje.
No quería que respiraran polvo… y entonces llegó la máquina de niebla
La verdad es que no me hacía mucha gracia que los niños respiraran polvo de tiza. Fue entonces cuando empecé a usar una máquina de niebla.
La máquina de niebla es un aparato que se usa en espectáculos y escenografías, y que genera nubes con solo mezclar glicerina y agua a partes iguales. Si tienes una a mano, puedes llenar el aula de nubes en un santiamén.
¿Cómo fabrica nubes una máquina de niebla?
El funcionamiento de la máquina de niebla se resume así: “se calienta hasta convertirlo en vapor y luego se enfría para formar gotitas diminutas”.
Primero, una resistencia dentro de la máquina calienta el líquido, una mezcla de glicerina y agua, hasta convertirlo en vapor. Ese vapor sale con fuerza por la boquilla. Al entrar en contacto con el aire frío de alrededor, se enfría de golpe y se transforma en partículas líquidas tan pequeñas que no se pueden distinguir una a una. Todas esas partículas flotan en el aire y las vemos como una “nube” blanca y esponjosa.
En realidad, las nubes naturales se forman de un modo casi idéntico. El vapor de agua que se evapora del suelo y del mar se enfría en las alturas y se convierte en gotitas diminutas; la acumulación de esas gotitas es lo que forma una nube. Por cierto, a una nube que se forma cerca del suelo la llamamos niebla. De ahí viene el nombre de la máquina de niebla (en inglés, fog significa “niebla”).
Entonces, ¿por qué se le añade glicerina? A diferencia del agua, la glicerina se evapora con dificultad, así que las partículas tardan mucho en desaparecer y se quedan flotando en el aire. Por eso la nube dura más que si usáramos solo agua.
Un espectáculo de luz más seguro y mucho más bonito
Si creas una nube en el aula con la máquina de niebla y haces pasar un rayo láser, el camino de la luz se ve muchísimo más nítido que con el polvo de tiza. Y si usas espejos, lentes convexas o cristales, podrás ver con total claridad y en tres dimensiones cómo la luz se refleja, se desvía y se concentra. Poder comprobar con tus propios ojos cómo viaja la luz, algo que antes solo veías en los dibujos del libro de texto, es precisamente la gracia de los experimentos.
Hacer visible lo invisible es uno de los grandes trucos de la ciencia. Cuando observes la luz a tu alrededor, intenta imaginar qué partículas hay en su camino.
¡Por cierto, la máquina de niebla también es muy útil para los cañones de aire!
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