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Objetivos.

  • Argumentar la importancia de la luz para la visibilidad de los objetos.
  • Explicar la visibilidad de los objetos.
  • Describir el funcionamiento del ojo desde el punto de vista óptico.
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 CONSIDERACIONES DIDÁCTICAS

El objetivo principal de este tema es que los alumnos comprendan la dependencia que hay entre la visibilidad de los objetos y la luz que llega a nuestros ojos provenientes de ellos. Establecer las condiciones necesarias para que un objeto sea visible. El debate en el grupo de situaciones análogas a la que se presenta a continuación,  es una opción que posibilita el cumplimiento de este objetivo.

Ejemplo de situación

Cuando entramos en una habitación oscura no podemos ver los objetos que se encuentran en ella, sin embargo, al conectar una lámpara o encender un fósforo se hacen visibles. ¿Cómo se explica esto?

Aspectos a considerar durante el debate:

  • Trayectoria de los rayos de luz que hacen posible que todos los cuerpos de la habitación sean visibles.
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Analizar la trayectoria de los rayos de luz cuando vemos, por ejemplo, una lámpara iluminada o un fósforo, y cuando vemos otro objeto que no emita luz propia.

La luz procedente de la lámpara o el fósforo llega directamente a nuestros ojos, tal como se muestra en la figura.

Los cuerpos que emiten luz por sí mismos se denominan fuentes de luz propia.

Los cuerpos que emiten luz por sí mismos se denominan fuentes de luz propia

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Cuando el objeto no es una fuente de luz propia, la luz que sobre ellos incide la reflejan.

Vemos la fresa porque la luz procedente de la lámpara (en diferentes dicciones) incide sobre la fresa, se refleja, y llega a nuestros ojos.

Los cuerpos que reflejan la luz que incide sobre ellos se denominan fuentes de luz reflejada.

Constituye una idea esencial que los estudiantes comprendan que  la mayoría de los cuerpos que vemos, constituyen fuentes de luz reflejadas. Si los cuerpos no poseyeran la propiedad de reflejar la luz que incide sobre ellos distinguiríamos solo las fuentes de luz propia - el Sol; otras estrellas; los bombillos y focos de los vehículos, cuando están conectados; etc., pero no el resto de los objetos.

Explicar que con frecuencia la reflexión de la luz se asocia solo con superficies especulares (espejos) y casi nunca se piensa en ella como un fenómeno que tiene lugar constantemente, y gracias al cual es posible la visibilidad de la inmensa mayoría de los objetos. Por eso conviene subrayar el hecho de que las fuentes de luz "propia" existen en número relativamente pequeño: el Sol, las estrellas, las lámparas, la llama de un fósforo o de una vela.

Actividad experimental 1

En el aula semioscura se coloca una hoja de papel blanco, un cuerpo de color negro mate y un cuerpo de vidrio.  Analizar cuál de esos cuerpos se observa mejor.

Explicar que no todos los objetos reflejan la luz por igual, por ejemplo, una hoja de papel blanco refleja mayor cantidad de luz que una negra mate y que una lámina de vidrio, lo cual explica por qué la vemos mejor en una habitación semioscura.

Todos los cuerpos poseen la propiedad de reflejar (devolver) parte de la luz que incide sobre ellos, aunque unos la poseen en mayor grado que otros.

Para sistematizar  el proceso de la visibilidad de los cuerpos puede reflexionarse en la siguiente situación.

Cuando por el día abrimos las ventanas de una habitación, vemos los objetos que se encuentran en su interior sin necesidad de conectar una lámpara. ¿Cómo explicas esto?

El origen de la claridad que percibimos en la habitación es la luz del Sol. Ella incide sobre los cuerpos que se encuentran en el exterior: en las paredes de los edificios, en el suelo, etc., estos cuerpos reflejan parte de esa luz en todas direcciones. A su vez, una parte de penetra por las ventanas de la habitación, iluminando los objetos que se encuentran en su interior. Ellos reflejan la luz y llega a nuestros ojos, produciéndose de este modo la sensación visual.

De todo el análisis anterior los estudiantes arribar a la siguiente conclusión.

Vemos  un cuerpo solo cuando:

  • -emite luz, ya sea propia o reflejada.
  • -dicha luz llega a nuestros ojos y se produce la visión.

Estudiar la estructura del ojo humano contribuye a comprender mejor el proceso objeto de estudiado. El profesor puede orientar una indagación sobre la estructura del ojo, los defectos visuales más comunes y cómo corregirlas.

De nuestra experiencia conocemos que las fuentes de luz se diferencian, ante todo, por la cantidad de luz que ellas emiten. Para caracterizar la cantidad de luz evaluada por nuestros ojos, que emite una fuente se utiliza el concepto de intensidad luminosa. En este momento es recomendable a la luz de la experiencia diaria reflexionar en los factores de los que depende la iluminación.

La iluminación de determinada superficie depende directamente de la intensidad de la fuente, e inversamente de la distancia a ella y la inclinación del haz de luz respecto a la perpendicular a dicha superficie.

Teniendo en cuenta lo estudiado sobre las propiedades de la luz y las condiciones necesarias para que se produzca la visibilidad de los objetos, pueden surgir diferentes  interrogantes. La siguiente reflexión puede realizarse a partir del análisis de la siguiente tarea.

Al mirar un objeto cualquiera, la luz que procedente de él llega a nuestros ojos, inevitablemente se ha cruzado en su camino con la luz emitida por otros muchos cuerpos. ¿Por qué ello no influye en la visión de los cuerpos?

Cuando varios haces luminosos se cruzan entre sí, ellos no se modifican, se comportan de modo independiente.

Explicar que esta propiedad de la luz tiene gran importancia, pues si los haces no se comportasen de modo independiente, veríamos al objeto que miramos con un aspecto diferente cada vez que cambiaran los objetos que lo rodean. Se puede pedir a los alumnos que analicen si con la idea que tenía Newton acerca de la naturaleza corpuscular de la luz, fuese posible explicar satisfactoriamente este hecho.

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Otro factor, menos advertido, del que depende la visibilidad de un cuerpo, es el contraste entre la cantidad de luz que llega a nuestros ojos procedente de él y de otros cuerpos. Así, por ejemplo, vemos mejor la televisión en una habitación oscurecida que en otra muy iluminada. A continuación le muestro otro ejemplo que ilustra la idea anterior y que puede analizar con los estudiantes. ¿Cuál de los dos letreros se ve mejor?
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Una de las prioridades de la física en este nivel de enseñanza es propiciar la comprensión, desde el punto de vista físico, de medidas que contribuyan al ahorro de energía eléctrica, pueden ser motivo de reflexión las siguientes actividades.

 Imagen2Actividades de continuidad

Describe algunas medidas a tener en cuenta para aprovechar mejor la luz y, en consecuencia, ahorrar energía eléctrica.

 

Por la campaña de ahorro de electricidad los estudiantes se han familiarizado con estas medidas. Se debe propiciar el debate en el aula sobre la repercusión social que tiene aplicar estas medidas. Por otra parte, debemos exigir de ser posible, la fundamentación física de estas medidas. Por ejemplo: los techos de las habitaciones se deben pintar preferiblemente de blanco porque las superficies blancas reflejan con mayor facilidad la luz que incide sobre ellas, etc.