El experimento de Newton con unos prismáticos y un proyector LED

Os proponemos una variante del célebre  experimento con prismas que Isaac Newton realizó en 1665 y cuya principal conclusión era que la luz blanca no era pura, se componía de siete colores fundamentales (espectro). Debido a  éste y otros experimentos, Newton, estableció una nueva teoría sobre la luz y estableció las bases de un nuevo método de análisis: la utilización de un prisma como espectroscopio.

Manuscrito original de "Opticks or, a Treatise of the Reflexions,
 Refractions, Inflexions and Colours of Light"  de Isaac Newton

Bastante tiempo después Thomas Young desarrolló un modelo que simplificaba y mejoraba el propuesto por Newton: simplificaba porque Young utilizaba 3 colores (el rojo, verde y azul) y mejoraba porque daba explicación a ciertas cuestiones que dejó pendientes el modelo de Newton (Robert Hooke objetó  que la luz amarilla y la luz azul también daban luz blanca).

Thomas Young retatado por Thomas Lawrence

El modelo RGB (Red, Green, Blue) de Young tiene bases biológicas y utiliza lo que se conoce como sensación óptica del color: nuestras células sensibles al color (conos), situadas en la retina, son sensibles (con distinta intensidad) a los colores rojo, verde y azul. 

Pero esta sensibilidad esta solapada, como podemos ver en la gráfica, permitiendo que nuestro cerebro interprete una amplia gama de colores según la región de la gráfica en la que estemos: por ejemplo podemos recibir un fotón de color amarillo (y nuestro cerebro interpretarlo como amarillo) o podemos recibir un fotón rojo y a la vez uno verde y nuestro cerebro los suma e interpreta como amarillo.
El modelo RGB es el fundamento de la fotografía en color (ver la primera fotografia a color por James Clerk Maxwell) y de todos  los televisores (y  monitores de ordenadores), cañones de video LED, fotografía digital, etc.

Sensibilidad de los conos a distintas longitudes de onda.
Modificado de López Sancho et al (2009).

Para nuestra recreación del experimento hemos utilizado: unos prismas y unas lentes  de unos prismáticos (donados por el padre de Víctor Asenjo), un proyector digital con LEDS y unas cartulinas.
Como la tecnología del proyector se basa en el modelo RGB, el espectro de colores que conseguimos contiene el rojo, el verde y el azul. Posteriormente hemos recreado los mismos pasos que nos explica Newton en su Opticks: separar los colores del espectro y hacerlos pasar a través de un nuevo prisma.
Por último hemos hecho converger los tres colores (utilizando una lente de los prismáticos) y hemos obtenido, de nuevo, un punto (foco) de luz blanca.

Como veis este experimento es muy fácil de reproducir y nos lleva a cuestionarnos sobre la naturaleza de la luz, la óptica fisiológica y las bases de la tecnología gráfica actual.

FUENTES:
- El experimento del prisma de Newton (utilizando una diapositiva de power point).
- Espectroscopios.
- Óptica para maestros. Una aproximación del modelo de rayos para el aula de Educación Infantil y Primaria.
- Opticks, a Treatise of the Reflexions, Refractions, Inflexions and Colours of Light.
- Wikipedia: Isaac Newton.
- Wikipedia: Thomas Young.
- Wikipedia: James Clerk Maxwell.

Espero que os guste.
Esteban Moreno Gómez [Se sigue moviendo… http://sesiguemoviendo.blogspot.com.es/p/a.html]

El experimento de John Mayow (la vela, el vaso y el plato)

Es bastante común encontrar en la red vídeos que muestran cómo hacer experimentos científicos con materiales caseros, hay muchos, de distinta calidad, y muchas veces sin explicación o, lo que es peor, con una errónea explicación.

El experimento que os proponemos hoy (uno de los más populares) es conocido como el experimento de la vela, el plato y el vaso. Pero desde Se sigue moviendo queremos reclamar al verdadero autor de este experimento, el científico inglés John Mayow (1640-1679). 

Convencido seguidor de Boyle, Mayow se dedicó a estudiar, y a relacionar entre sí, los procesos de respiración y de combustión.
La conocida experiencia que podemos ver en la red, no es más que una sencilla adaptación de una serie de experimentos que Mayow realizó y que luego publicó en 1674, y que son de una impresionante sencillez y belleza.

Mayow comprobó que la respiración y la combustión tenían en común la desaparición de una sustancia gaseosa que se encontraba en el aire, él llamó a esta sustancia spiritus ígneo aereus, hoy, gracias a Lavoisier, la conocemos como oxígeno.
En las ilustraciones de Mayow se puede observar que tras realizar una combustión, en el interior de una campana invertida, el nivel de agua interno sube; exactamente ocurre  lo mismo cuando un ratón, convenientemente atrapado, respira en su interior. No nos preguntemos por el destino del ratón.

Ilustraciones de Mayow sobre sus experimentos (1674).

Por estas experiencias se podría considerar a Mayow el primero en descubrir el oxígeno, pero este honor se le concede al controvertido Joseph Priestley y al prolífico descubridor de elementos y minerales Carl W. Scheele.  

Veamos, de forma breve, lo que ocurre al producirse la combustión:

En el interior del vaso desaparece la fase gas del Oxígeno lo que implica una disminución de la presión dentro del vaso (el número de moléculas de gas es menor) y por esa razón la presión atmosférica (fuera del vaso) hace subir el nivel del líquido. Pero ¿qué pasa con el oxígeno?

- Parte del Oxígeno se combina con Carbono para pasar a CO₂, también en fase gas.
- Otra parte del Oxígeno forma H₂O, que en parte se condensa, pasando a fase líquida: las gotas de agua que se forman en el interior del vaso.

FUENTES:

- SCIENCEPHOTO LIBRARY.

- ANATOMIA ANIMATA.

 - JOHNMAYOW IN CONTEMPORARY SETTING.

Esteban Moreno Gómez [Se sigue moviendo...http://sesiguemoviendo.blogspot.com.es/p/a.html]