Experimentos

Carmen Labrador Gayo Y
Emily Labrador Gayo 4ºB

 La clara de huevo está formada en gran parte por proteínas
globulares, llamadas así porque son largas cadenas enrolladas
como ovillos. Cuando se fríe o se cocina un huevo, esas cadenas
se extienden y se enlazan entre sí. La consecuencia es que la clara
de huevo cambia de consistencia y toma un color blanquecino.
Como la naturaleza original de la proteína se ha
perdido, decimos que se ha desnaturalizado. Ese proceso se
produce también al batir las claras "a nieve" (entra aire entre las
cadenas de proteínas y se forma una espuma) o al tratarlas con
alcohol, acetona u otras sustancias químicas. Probemos de hacer
este experimento: ponemos en un vaso una o dos cucharadas de
clara de huevo, le agregamos la misma cantidad de alcohol puro y
agitamos ¿no da la impresión de que la clara se hubiera
cocinado? (¡después de hacer el experimento, tirar todo por el
desagüe de la cocina!).

 La leche contiene una proteína
denominada caseína, que puede separarse por
acidificación. Hagamos el siguiente experimento:
agregamos una cucharada de vinagre o de jugo de
limón a medio vaso de leche. Agitamos y dejamos
reposar: veremos que se separa un sólido blanco
formado por la caseína (leche "cortada"). Si
calentamos un poco, el proceso se verá más
claramente.
Aquí, otra vez, la acción del ácido que
agregamos desnaturaliza a la proteína de la leche.
Recordar que el vinagre tiene ácido acético y que el
jugo de limón tiene ácido cítrico.

 Las levaduras son hongos muy pequeños, que solo pueden verse por medio de
un microscopio. Les gusta mucho alimentarse de azúcares, que transforman en
otras sustancias y en anhidrido carbónico o CO2 (se puede leer más sobre este
gas en el capítulo de Química), en un proceso que se llama fermentación. Por
esa razón se han utilizado desde hace miles de años las levaduras que existen en
la Naturaleza en la elaboración del pan y de bebidas como el vino y la cerveza.
Cuando se elabora el pan el CO2 forma burbujas en la masa, que entonces es
más liviana y apetitosa. El vino y la cerveza, en cambio, contienen alcohol que
se forma durante la fermentación. En la figura aparecen las pequeñas células de
la levadura de cerveza tal como se las ve en el microscopio, aumentadas 600
veces (el color azul se debe a un colorante, ya que las células de por si son
incoloras). Para ver a una levadura en acción, hagamos el
siguiente experimento:

 Consigamos en primer lugar un frasco limpio y con una tapa que cierre bien; en la tapa
hagamos un orificio por el que pueda pasarse ajustadamente un tubo de goma o de
plástico, poniendo además un poco de masilla u otro pegamento entre el tubo y la tapa
para que no se escape el CO2 que se forme (ver figura). En el frasco ponemos media taza
de agua tibia, una o dos cucharaditas de azúcar y una cucharada de levadura de cerveza,
natural o desecada, que puede comprarse en una panadería u otros comercios.

 Colocamos en su lugar la tapa con el tubo y luego de unos 10 o 15 minutos veremos que
comienza un burbujeo en el líquido, al comenzar la fermentación. Sumergimos entonces
el extremo del tubo en "agua de cal" contenida en otro frasco, como se ve en la figura.
Veremos que el CO2 que se forma en la fermentación, conducido por el tubo, burbujea en
el "agua de cal" causando una turbidez debida al carbonato de calcio que se forma.
Después de un largo rato, destapando el frasco es posible sentir el olor del alcohol que se
ha formado en el proceso.
Para preparar el "agua de cal", basta con poner una cucharada de cal (la que usan los
albañiles) en un frasco, agregarle un vaso de agua, agitar y dejarlo algunos minutos en
reposo. Luego filtrar a través de una tela fina o un filtro de papel para café.

 En cualquier lugar donde haya plantas, sea un jardín, una plaza o un bosque, y sobre todo
en los meses más cálidos, ocurre esa extraordinaria transformación de una oruga en una
mariposa que se denomina metamorfosis. Es un proceso que generalmente no
vemos, oculto entre las hojas. Pero vale la pena verlo de cerca y asombrarse de uno de los
notables "inventos" de la Naturaleza. Hagamos entonces este experimento:
En primer lugar debemos conseguir una oruga o gusano (por ejemplo un gusano de
seda, o una "gata peluda", o algún otro habitante de las plantas, de ese tipo). Colocamos
luego al animalito en un frasco limpio de vidrio (ver figura) juntamente con una ramita
para que se apoye y algunas hojas de la planta sobre la cual lo encontramos, ya que
probablemente esas hojas sean su alimento. Tapamos luego el frasco con una gasa o una
tela que permita pasar el aire, sujeta con una banda de goma. Todos los días habrá que
poner hojas frescas en el recipiente, porque la oruga comerá muchísimo, juntando
energía para su futura metamorfosis. Luego de varios días (hay que tener paciencia...)
veremos que la oruga se transforma en algo inmóvil, en algunos casos formando un
capullo, en otros casos rodeandose con una hoja, y en otros casos colgando de la ramita
que hemos puesto. Se ha transformado en una pupa y ya no come más. Pero después de
varios días veremos que el animal "renace" con otra forma: se ha transformado en una
mariposa!...(que se ve en la otra figura). El cambio es realmente espectacular... Si dejamos
la mariposa dentro del frasco, veremos que después de un tiempo comienza a poner
huevos. De esos huevos nacerán pequeñas larvas u orugas, que son las que comen
hojas...y el ciclo vuelve a comenzar.

 Llega el otoño y los árboles, antes tan verdes, nos avisan
con el cambio de color de sus hojas. Y así aparecen los
amarillos, los rojos, los naranjas y los castaños... ¿Qué pasa
en esas hojas?
En las hojas de los árboles y de todas las plantas funcionan
esos fantásticos laboratorios de la Naturaleza donde se
combina el anhidrido carbónico tomado de la atmósfera
con el agua que sube desde las raíces juntamente con
algunas sales minerales, y con la ayuda de la luz del Sol, se
fabrican azúcares, grasas, proteínas y tantas otras
sustancias. Esas sustancias que, lógicamente, en parte usa
la planta para vivir y crecer pero que también permanecen
en reserva y que comemos los humanos y otros animales
para alimentarnos.

 Algunos árboles usan sus hojas todo el año, como los pinos.
Otros árboles dejan caer sus hojas durante el otoño, como los
álamos, los robles, los sauces, etc. Pero antes de que las hojas
caigan, pierden la clorofila, que es la "antena" que usa la planta
para captar la luz solar. Y entonces el color verde desaparece para
dar lugar a los colores de otras sustancias que tienen las hojas y
que se ven tan hermosos.

 Para comprobar como cambia el color de una hoja al perder la
clorofila, hagamos el siguiente experimento: En un frasco de
vidrio limpio y con tapa, pongamos una o dos hojas verdes y
agreguemos alcohol fino hasta cubrirlas. Dejemos el frasco bien
tapado durante algunos días. Veremos que poco a poco la hoja va
cambiando de color, a medida que la clorofila se va disolviendo
en el alcohol. En la figura vemos como cambia el color de una
hoja (izquierda) cuando carece de clorofila (derecha).

 El color verde de las plantas se debe a la clorofila, que es una sustancia que interviene en
la fotosíntesis. En ese maravilloso proceso las plantas absorben anhidrido carbónico del
aire y lo combinan, con la ayuda de la luz del Sol, con el agua tomada por las raíces. Se
forman así almidones, aceites, azúcares, etc., y se libera oxígeno.
Para demostrar que efectivamente se libera oxígeno, podemos hacer el
siguiente experimento. Necesitaremos una
 planta que forme ramitas que en contacto con el suelo generen plantitas hijas. Son los
llamados estolones. Un ejemplo de ese tipo de plantas es el llamado "Lazo de amor" (al
menos en Argentina). Usaremos un recipiente de boca ancha (que puede ser la mitad de
una botella grande de bebida gaseosa) y otro recipiente más angosto (un tubo de ensayo
grande o algún recipiente angosto de vidrio). Llenamos con agua ambos recipientes.
Ahora introducimos una de las plantitas hijas en el recipiente más chico y, sin cortar el
estolón que la une a la planta madre ni permitir que se escape el agua, invertimos ese
recipiente y lo sumergimos parcialmente en el recipiente ancho. Convendrá tapar
temporariamente la boca del recipiente chico con un papel grueso o una lámina de goma
(recortada de un guante de cocina) para que el agua no se escape al invertirlo y además
habrá que fabricar un soporte con alambre para evitar que se sumerja totalmente en el
recipiente grande. En la figura puede verse como queda todo armado.
Dejamos ahora nuestra instalación en un lugar soleado. Veremos que luego de algunas
horas sobre las hojas sumergidas se han formado burbujas de oxígeno, y que ese gas se irá
acumulando en la parte superior del recipiente chico, desalojando el agua.

 En el siglo XVII un señor llamado René Descartes estudió el problema de la
transmisión de la presión en los líquidos e inventó un "buzo" que podía hacer
ascender y descender a voluntad dentro de un recipiente lleno de agua. Vamos a
construir una versión actual de aquel aparato.
 Necesitaremos un gotero de los que vienen en frascos de medicinas (al cual le
sacamos la tapa de plástico, dejando solo el tubito de vidrio y la pera de goma) y
una botella plástica (de gaseosa o agua mineral). En primer lugar, llenemos el
gotero con agua hasta que justamente flote: quedará en parte lleno de aire.
Introduzcamos el gotero así preparado en la botella plástica llena con agua y
cerremos bien la botella con su tapa.
 Si ahora apretamos la botella con una mano, estaremos aumentando la presión
en todo el líquido, que entrará a su vez en el gotero comprimiendo el aire que
este contiene. La consecuencia será que nuestro "buzo" gotero se hundirá. Si
soltamos la botella de plástico, disminuirá la presión en el líquido y el buzo
ascenderá. Y el jueguito puede repetirse cuantas veces se quiera.
 Si el "buzo" está bien equilibrado y basta una ligera variación de presión para
hacerlo bajar o subir, veremos que durante los días de alta presión
atmosférica, el "buzo" se irá solito al fondo de la botella...

 Todos hemos escuchado el sonido de una campana.
Pero...cómo se produce ese sonido? La campana es un
cuerpo metálico que vibra al ser golpeado, a su vez esas
vibraciones del metal provocan vibraciones en el aire que
las rodea y esas vibraciones viajan por el aire, en forma de
ondas de sonido, hasta nuestros oídos, donde hacen vibrar
el tímpano, allí se generan pequeñas corrientes eléctricas
que van a nuestro cerebro y entonces...oímos la campana!...
Fácil, verdad?
 Pero casi cualquier objeto metálico es capaz de vibrar y
generar un sonido. Por ejemplo, si apoyamos firmemente el
cabo de un tenedor sobre una mesa, tratamos de juntar con
los dedos dos de los dientes del tenedor y los soltamos
súbitamente, oiremos las vibraciones del tenedor, en cierto
modo amplificadas por la mesa.

 Otra manera de oír esas vibraciones es la siguiente: conseguimos un
hilo o cuerda (de los usados para hacer paquetes) de unos 70 u 80 cm
de largo y le hacemos un lazo en el medio que nos permita atar el cabo
del tenedor. Si ahora mantenemos los extremos del hilo con un dedo en
cada oído, de manera que el tenedor cuelgue delante nuestro, y
hacemos que el mismo golpee contra una superficie dura (por ejemplo
el borde de una mesada de cocina), oiremos claramente la vibración del
tenedor. En este caso no es meramente el aire sino el hilo lo que actúa
como conductor del sonido.
 Luego de oir el "concierto de tenedor", podemos probar con otros
objetos metálicos: cucharas de distintos tamaños, cuchillos, tapas de
ollas, sartenes, en fin, todo lo que nos permita usar la dueña (o
dueño...) de la cocina. Los recipientes de vidrio (copas, frascos)
también suelen sonar bien. Los objetos de plástico o metales blandos
(como aluminio) en cambio, no generan sonidos interesantes.

 Todos los imanes tienen dos polos, que en la aguja imantada de
una brújula denominamos Norte y Sur porque apuntan hacia
esos puntos cardinales. Entre esos polos de un imán existe
uncampo magnético que no vemos a simple vista. Sin
embargo, es muy fácil revelar la existencia de ese campo
magnético mediante un sencillo experimento:
 Necesitaremos, además de un imán de cualquier forma, un poco
de limaduras de hierro, así que tomemos un trozo de hierro (un
clavo, un bulón, una chapa gruesa, etc.) y una lima para metales y
trabajemos juntando las limaduras sobre un papel. Ahora
coloquemos sobre el imán una hoja de papel grueso o cartulina y
esparzamos las limaduras sobre la misma: veremos como las
partículas de hierro se orientan a lo largo del campo
magnético, entre los dos polos del imán (figura).

 Luego hagamos lo mismo sobre el dorso de una de esas
tarjetas de propaganda de pizzerías, heladerías, etc. que se
adhieren magnéticamente a la puerta de la heladera. Qué
revelan las limaduras? Revelan que la tarjeta tiene franjas
paralelas magnetizadas. Otra manera de comprobar la
existencia de esas franjas es deslizar el borde de una de esas
tarjetas sobre el dorso de otra tarjeta: el polo magnético
que está sobre el borde pasará sucesivamente sobre polos
del mismo tipo ( S-S o N-N: se repelen) o de distinto tipo
(S-N o N-S: se atraen), lo que se nota por los "saltos" de la
tarjeta que movemos. Si no se notan esos saltos, girar una
de las tarjetas un cuarto de vuelta, para que las invisibles
franjas magnetizadas queden paralelas entre sí.

 Los entusiastas de la natación habrán notado que cuando están
nadando debajo del agua y miran hacia arriba, a cierta distancia de
donde ellos se encuentran la superficie del agua semeja un espejo. Pero
si no tenemos un natatorio a mano, también podemos ver ese efecto
usando un vaso de vidrio transparente y lleno hasta la mitad con agua:
levantando el vaso y tratando de mirar algún objeto o una luz a través
del agua, veremos que la superficie del agua, vista desde abajo, se
comporta efectivamente como un espejo cuando el ángulo que forman
los rayos luminosos con la superficie es menor que un cierto valor.
 Ese fenómeno se aprovecha en las fibras ópticas, usadas para transmitir
enormes cantidades de información (señales de teléfono, de
televisión, intercambio de datos entre computadoras, etc.) por medio
de un rayo de luz que viaja por el interior de una fina fibra de vidrio, sin
poder escapar porque se refleja repetidamente en las paredes, como se
ilustra en la figura. Podemos simular esa conducción de la luz mediante
el siguienteexperimento:

 Consigamos una lata vacía de tomates al natural, o de gaseosa, o
una caja vacía de leche "larga vida". Hagamos ahora un orificio en
el fondo por el que podamos pasar ajustadamente un trocito de
sorbete de gaseosa (2 o 3 cm). Si es necesario, sellemos los
costados con masilla o chicle. Tapando el tubito con un
dedo, llenemos el recipiente con agua y luego dejemos salir el
chorro de agua en una pileta mientras colocamos una linterna
encendida tapando el recipiente (tratando que no escape luz por
los costados). Veremos que el chorro de agua actúa como un
conducto para la luz, que no puede escapar de su interior. Se
nota mejor el efecto si la distancia entre el recipiente y el fondo
de la pileta se mantiene relativamente corta (unos 10 a 15 cm).
Una variante interesante es hacer el orificio en un costado del
recipiente: ahora tendremos un chorro curvado que la luz estará
obligada a seguir.

 Casi todas las sustancias se dilatan, aumentan de tamaño, por la acción del
calor (con la excepción del agua cuando se congela, como se menciona en el
capítulo de Química, experimento "El volumen del agua"). Vamos a demostrar
este efecto en una pieza de metal mediante el siguiente experimento:
 En primer lugar consigamos un trozo de tubo de cobre, bronce o aluminio, bien
recto, con una longitud de unos 50a 100 cm y un diámetro de 1 cm o menos.
Ubiquemos el tubo sobre una madera de aproximadamente el mismo
largo, sujetándolo firmemente a la madera por un extremo (con una
prensa, con un alambre, etc.), Luego conectemos un embudo al extremo del
tubo que está sujeto, por medio de un trozo de tubo de plástico o goma, y al
otro extremo otro tubo similar como desagüe. La idea es hacer circular agua
caliente por el caño, de manera que el mismo se dilate al aumentar su
temperatura. Pero la dilatación, que se va a manifestar principalmente como un
aumento de la longitud del tubo, va a ser muy pequeña y por lo tanto
tendremos que tener una manera muy sensible de notarla. Para eso
coloquemos un escarbadientes redondo debajo del extremo suelto del
tubo, apretado entre este y la madera, de manera que cuando el tubo se dilate
haga girar al escarbadientes. Para verlo bien clavemos un alfiler o una aguja en
un costado del escarbadientes, que deberá moverse claramente hacia un lado al
hacer circular agua bien caliente (...y hacia el otro lado si hacemos pasar agua
muy fría).

 En la figura se observa una manera de armar el aparato: se usó un
tubo de aluminio de 1 m de una vieja antena de TV, la tapa de un
recipiente de mostaza sirvió como embudo y se pegó una cinta de
papel amarillo a la aguja para ver claramente su movimiento.
 Y si nos gusta hacer algunas cuentas, calculemos en cuánto
aumentará la longitud de un tubo de aluminio de 1 m cuando lo
llevamos de temperatura ambiente (20ºC) hasta la temperatura
del agua hirviendo (100ºC), o sea, una diferencia de 80 grados.
Sabemos que el aluminio se dilata en 2,5 x 10-5 ( o 0,000025) de su
tamaño por cada grado centígrado de aumento de temperatura.
Entonces: dilatación = longitud x coeficiente de dilatación x
diferencia de temperatura = 1000 mm x 0,000025 x 80 grados = 2
mm. Si el escarbadientes del experimento tiene 2 mm de
diámetro, alcanza a dar una vuelta completa?

 Ese cálculo nos muestra que la dilatación es un efecto que
se puede medir sin demasiados problemas. Por otra
parte, tiene una importancia fundamental en la industria y
la ingeniería. Así por ejemplo, los rieles del ferrocarril, en
Argentina, están instalados en tramos separados por
algunos milímetros para compensar la dilatación que se
produce en los días de mucho calor. Pero en países
europeos como Alemania los rieles están soldados, sin
espaciado entre ellos. La ventaja es que los trenes son
mucho más silenciosos...pero en días muy calurosos los
rieles pueden torcerse por la dilatación y ocasionar
accidentes, como ya ha ocurrido.
 Y en los termómetros de mercurio, que es un
metal, tenemos un ejemplo muy evidente de cómo se dilata
y sube por el tubo capilar al calentarlo...

 Vimos en el experimento anterior que "donde el aire corre
más rápido, la presión baja". Y podemos comprobarlo
nuevamente con este experimento muy simple:
Necesitaremos dos latitas vacías de cerveza o gaseosa y un
poco de hilo. Colgamos entonces las latas con trozos de hilo
de unos 30 o 35 cm de largo, de manera que estén separadas
entre sí por 2 o 3 cm. Si soplamos ahora en el espacio entre
las latas haciendo que allí el aire corra más rápido, veremos
que estas se acercan entre sí porque en ese espacio la
presión baja y entonces las latas se mueven hacia la zona de
menor presión.

 Este es probablemente el motor eléctrico más sencillo del
mundo...Ingredientes básicos: unos 60 cm de alambre de cobre aislado
con plástico o esmaltado de 0,3 o 0,4 mm de diámetro, dos clips para
papel, un imán y una o dos pilas. Nada más.
 Con el alambre hacemos un arrollamiento de 4 o 5 espiras sobre un
palo de escoba o similar, de unos 2,5 cm de diámetro. Con un par de
vueltas de cada lado con el mismo alambre mantenemos las espiras
juntas, como se ve en la figura, y hacemos que los extremos del alambre
formen un eje de cada lado. Sacamos la aislación en cada eje, de
manera que se vea el metal brillante.
 Ahora desdoblamos los clips formando soportes para nuestro
arrollamiento y los sujetamos con cinta adhesiva a un frasco, vaso de
plástico invertido o cualquier otro objeto que sirva para armar nuestro
motorcito. Conectamos dos cablecitos flexibles a los extremos de los
clips, que nos servirán para conectar una o dos pilas en serie. Ver la
figura. Debemos mover los alambres que forman los ejes de manera
que el arrollamiento esté equilibrado y gire libremente.

 Falta todavía ubicar el imán. Este deberá estar sujeto a un soporte adecuado de
tal manera que un extremo quede a un par de milimetros del
arrollamiento, cuando este gira. También conviene que una mitad de uno de los
ejes sea no conductor, pintándolo con un marcador o con esmalte de uñas a lo
largo, teniendo el arrollamiento apoyado en la mesa. La idea es que cuando el
arrollamiento esté cerca del imán, pase la corriente, pero después de dar media
vuelta, la corriente ya no pase.
 Y ya está listo nuestro motor... Conectamos la pila y le damos un pequeño
impulso al arrollamiento para que comience a girar. Si se resiste, veamos que los
contactos eléctricos (los ejes del motor, los clips, los extremos de los cablecitos)
estén bien limpios, usando lija fina si es necesario.
 A veces (la mayoría?...) ocurre que las cosas no funcionan la primera vez. Y eso
se dá también hasta en los grandes laboratorios de investigación! Pero con un
poco de sentido común y mucha paciencia, las cosas terminan por funcionar
como uno quiere. No es cuestión que la materia inanimada se salga con la
suya!...

 Un cuerpo que gira sobre sí mismo tiene algunas propiedades muy
interesantes. Si conseguimos una rueda de bicicleta podremos hacer
algunos experimentos para comprobar esas propiedades:
 1) Sostengamos la rueda tomando un extremo del eje con cada mano. Si
soltamos un extremo, por supuesto la rueda caerá de costado. Ahora
pidamos a alguien que nos ayude haciendo girar la rueda y dejándola
girar libremente. Si entonces soltamos un extremo del eje la rueda no
se cae, aunque puede hacer algún movimiento extraño. Porqué la rueda
giratoria se comporta de una manera totalmente diferente? Porque en
todo cuerpo que gira sobre sí mismo, el eje de giro tiende a mantener su
posición en el espacio (aunque esté sostenido solamente por un
extremo...).
 Como una variante, podemos intentar el experimento colgando la
rueda por un extremo del eje con un alambre o cuerda gruesa.

 2) Sosteniendo la rueda giratoria con ambas manos, como antes, tratemos de
mover el eje hacia cualquier lado: notaremos que aparece una fuerza
perpendicular a la dirección en la que pretendemos mover el eje. Si realizamos
este experimento sentados en un asiento capaz de girar (taburete de piano, silla
giratoria de escritorio, etc.), al tratar de mover el eje de la rueda aparecerá una
fuerza que nos hará girar con el asiento.
 3) Con la rueda girando rápidamente, apoyemos un extremo del eje en el piso:
veremos que la rueda queda equilibrada sobre ese extremo, como un trompo. En
realidad, con un trompo pasa lo mismo que con la rueda: mientras gira, el eje
trata de mantenerse vertical y no es fácil desviarlo. Pero en los dos casos,
veremos que en realidad el eje no permanece estático sino que su extremo
superior describe un círculo, en lo que se denomina movimiento de precesión.
Nuestro planeta Tierra también es un cuerpo que gira sobre sí mismo y su eje
también posee un movimiento de precesión, pero sumamente lento: un
extremo del eje completa una vuelta cada 26.000 años! Por esa razón, la
posición de los polos celestes cambia lentamente; actualmente la posición del
polo Norte prácticamente coincide con la Estrella Polar (visible solo desde el
hemisferio Norte), pero después de algunos cientos de años ya no van a
coincidir.
 Esa tendencia de un cuerpo giratorio a mantener fija en el espacio la posición
de su eje (efecto giroscópico) se aprovecha de muchas maneras, como en los
horizontes artificiales de los aviones, los sistemas de guía de los cohetes,
satélites y naves espaciales, etc.

 Para convencernos de que la luz se comporta como una
onda, hagamos un sencillo experimento para ver el
fenómeno de difracción, que se produce cuando las ondas
de luz interfieren entre sí. Necesitaremos fabricar una
ranura muy fina, por ejemplo pegando un trocito de cinta
adhesiva (scotch) en cada extremo de un lápiz y
manteniendo otro lápiz apoyado sobre los trocitos de cinta.
Veremos que queda una delgada ranura entre los lápices.
Ahora, manteniendo la ranura muy cerca de un
ojo, observemos una luz brillante, como la llama de una
vela o el filamento de una lámpara.
 Veremos una serie de franjas de luz y obscuridad a cada
lado de la luz.

 Es posible que veamos cada franja clara con bordes de colores. Eso
ocurre porque la luz roja, que tiene mayor longitud de onda, debe
recorrer una distancia mayor que la luz azul para que se produzca
interferencia, y entonces los colores se separan. Por la misma
razón, cuando observamos una luz reflejada en la cara inferior de un
CD veremos que aparecen todos los colores del arco iris. Decimos
entonces que el CD se comporta como una red de difracción y podemos
aprovechar ese efecto para fabricar un espectroscopio, como se propone
en el capítulo “Proyectos”.
 ¿Qué está ocurriendo? La luz ilumina ambos bordes de la ranura y
esos bordes actúan entonces a su vez como dos fuentes de luz muy
cercanas. Pero ahora una onda de luz que sale de un borde puede
interferir con una onda que sale del otro borde. Según la distancia
recorrida por cada onda, ambas ondas se sumarán entre sí (veremos
franjas claras) o se restarán (veremos franjas obscuras). Cuando se
suman, las "lomas" y los "valles" de cada onda coinciden; cuando se
restan, las "lomas" de una onda coinciden con los "valles" de la otra. Ese
proceso se denomina interferencia.

 ¿Vemos la realidad...o lo que nuestro cerebro cree que estamos viendo? Aquí
presentamos algunas imágenes que nos muestran que hay más de lo que parece
a primera vista:
 En este dibujo lo que vemos depende de que nuestro cerebro acepte que
existe un fondo blanco o un fondo negro. Si el fondo es blanco, vemos copas. Si
el fondo es negro, vemos perfiles de caras. Lo ven?
 También aquí veremos lo que nuestra mente interprete: una mujer joven, de
perfil...o una anciana, cuya nariz está formada por el mentón de la joven...
 En este otro dibujo vemos una serie de cuadrados negros, pero insólitamente
aparecen también manchas obscuras donde se cruzan las líneas blancas de
separación. Pero si fijamos la vista en una de esas manchas, desaparece...
 Otro experimento? En una hoja de papel blanco dibujemos con lápiz dos
puntos bien gordos, separados por 6 a 8 cm. Sostengamos el papel delante
nuestro extendiendo los brazos, cerremos el ojo izquierdo y fijemos el ojo
derecho en el punto izquierdo. Ahora acerquemos lentamente el papel a
nuestra vista. Veremos que a cierta distancia el otro punto desaparece... Eso
ocurre porque a esa distancia la imagen del otro punto se forma en el lugar
donde el nervio óptico está conectado al ojo. En ese lugar la retina es insensible
y la imagen no puede verse. ¿Ves como es?

 Veamos un par de casos en los cuales nuestro cerebro muestra su capacidad de
generar algo que se pueda comprender, a partir de la información que le
suministran nuestros sentidos:
 -Una imagen imposible. Habitualmente las imágenes ligeramente diferentes
provenientes de cada ojo son unidas en el cerebro para darnos una imagen de la
realidad, en tres dimensiones. Pero a veces se puede "engañar" al cerebro para
que genere una imagen falsa cuando cada ojo manda imágenes muy diferentes
entre sí. Probemos con este experimento: hacemos un rollo con una hoja de
papel y lo mantenemos con una mano al lado de nuestra otra mano, luego
miramos con un ojo por el rollo y miramos nuestra mano con el otro ojo. Al
unir ambas imágenes nuestro cerebro, nos parecerá ver un agujero en la mano...

 -¿Se entiende lo que escribo? La mente tiene la extraordinaria capacidad de
reconstruir la información contenida en un texto como el siguiente, donde solo
se ha tenido la precaución de mantener la primera y la última letra de cada
palabra:

 SGEUN UN ETSDUIO DE UNA UIVENRSDIAD
IGNLSEA, NO IPMOTRA EL ODREN EN EL QUE LAS
LTEARS ETSAN ERSCIATS, LA UICNA CSOA
IPORMTNATE ES QUE LA PMRIREA Y LA UTLIMA
LTERA ESETN ECSRITAS EN LA PSIOCION
COCRRTEA. EL RSTEO PEUDEN ETSAR
TTAOLMNTEE MAL Y AUN PORDAS LERELO SIN
POBRLEAMS. ETSO ES PQUORE NO LEMEOS CADA
LTERA POR SI MSIMA, SNIO LA PAALBRA EN UN
TDOO.
 ¡Parece imposible, pero se puede entender lo que
dice!... Y eso es así por lo que explica el mismo texto...

 Qué tienen en común los rayos X, la luz del Sol, las ondas de
televisión, las ondas de radio?... Tienen en común que son todas ondas
electromagnéticas. Y cual es la diferencia entre ellas?... La diferencia
está en la longitud de onda: muy corta en los rayos X, muy larga en las
ondas de radio. Es precisamente la diferencia en longitud de onda lo
que distingue a los distintos colores de la luz que vemos, como en el
arco iris.
La luz infrarroja tiene una longitud de onda mayor que la luz roja y por
esa razón nuestros ojos no la pueden percibir, pero podemos sentirla
en la piel. Hagamos este experimento: acerquemos una mano al
costado de una plancha caliente y sentiremos calor en la mano. Ocurre
que la plancha está emitiendo ondas infrarrojas que percibimos como
calor. Pero si interponemos entre la plancha y la mano una lámina de
vidrio o de plástico transparente (una tapa de caja de CD puede servir)
ya no sentiremos el calor. Eso significa que la luz visible puede atravesar
el vidrio o el plástico, porque vemos la plancha a su través, pero las
ondas infrarrojas no pueden atravesarlos!... A distinta longitud de
onda, distintas propiedades de la luz...

 Vimos que a distinta longitud de onda, distintas propiedades de
las ondas. Por ejemplo, las ondas de luz no pueden pasar a través
de las paredes, pero las ondas de radio si que pueden. Y por eso
podemos escuchar radio en casa. Pero lo que no pueden atravesar
ni las ondas de luz ni las ondas de radio, son los metales.
Hagamos un experimento para demostrarlo: encendemos una
radio de tamaño pequeño, aumentamos bastante el volumen del
sonido y luego la envolvemos con una hoja de papel de aluminio.
Ya no oiremos sonido alguno. Y obtendremos el mismo resultado
encerrando la radio encendida en una caja metálica, o en una olla
de metal con una tapa que ajuste bien o también en uno de esos
recipientes de cartón recubiertos interiormente por una lámina
de aluminio que se utilizan para envasar leche o jugos de fruta.
Por eso es que los autos, en los cuales una gran parte de la
carrocería es de metal, necesitan de una antena externa para que
su radio funcione bien.

 La radio es capaz de captar o detectar no solo ondas de las
radioemisoras sino también ondas generadas por distintos
aparatos. Y también por la naturaleza, como nos damos cuenta
cuando se desata una tormenta porque los relámpagos y rayos
generan una enorme cantidad de ondas electromagnéticas que se
oyen como ruidos o descargas en la radio.
Los aparatos electrónicos también suelen generar radiación
electromagnética. Si estamos trabajando con la
computadora, hagamos el siguiente experimento: busquemos
en la sintonía de la radio algún lugar en el que no se escuche
ninguna emisora y luego acerquemos la radio a la PC o al
monitor; seguramente se oirá algún sonido continuo originado
por las ondas que ese aparato está generando. Y si en ese
momento recibimos o enviamos un mensaje por el teléfono
celular, oiremos en la radio (y también en el sistema de sonido de
la computadora...) un sonido que es debido a las ondas de radio
que genera el celular.

 ¿Cómo manda órdenes el control remoto para que el televisor cambie de
canales, modifique el volumen del sonido, etc.? Respuesta: le hace señas usando luz
infrarroja. Habíamos mencionado antes (en "Luz visible, luz invisible...") que no
podemos ver esa luz infrarroja. Pero una cámara fotográfica digital si que puede, porque
es sensible no solo a la luz visible sino también a la zona del infrarrojo que está cerca del
visible. Podemos comprobarlo con este experimento: miremos el frente de un control
remoto a través de la pantalla de una cámara digital y presionemos alguna tecla del
control. Veremos que el control emite luz en forma de un haz intermitente. Ese haz es
captado por un sensor en el televisor y transformado en alguna orden para la parte
electrónica del aparato.
 La luz que emite el control remoto tiene una longitud de onda mucho mas pequeña que
la luz infrarroja que emite una plancha caliente. Por esa razón podemos sentir con la
mano la radiación emitida por la plancha pero no la radiación emitida por el control
remoto. Por otra parte, la cámara digital puede "ver" la radiación emitida por el control
remoto pero no la radiación emitida por la plancha. Como dijimos antes, a distinta
longitud de onda, distintas propiedades de la luz...

 Vórtices y vértices.
 Alguna vez hemos visto en documentales de televisión esos tremendos tornados que
ocasionan tanta destrucción, con vientos de cientos de km/h. (Figura). Se producen
principalmente en zonas tropicales y semitropicales del mundo y son generados por
corrientes de aire que giran a gran velocidad.
Podemos simular fácilmente un tornado o torbellino en miniatura, mediante el
siguiente experimento :
Consigamos una botella vacía de bebida gaseosa de 1,5 ó 2 litros. Quitemos la etiqueta
para que permita ver bien el interior. Ahora hagamos un orificio de 8 ó 10 mm de
diámetro en la tapa y llenemos la botella con agua hasta las ¾ partes. Al invertir la botella
sobre una pileta, veremos que el agua trata de salir con dificultad, ya que el aire no entra
fácilmente para reemplazarla. Pero si hacemos girar el líquido moviendo la botella
circularmente varias veces, veremos que se forma un vórtice dentro de la botella: el agua
sale cerca de los bordes del orificio de la tapa formando una espiral mientras que el aire
entra a la botella por el canal central, como se ve en la figura de la derecha. ¿Verdad que se
parece al tornado real de la primera figura? Pero ahora es el agua, que girando a gran
velocidad, mantiene la estructura de ese extraño tubo con su vértice en el agujero de la
tapa.
Para repetir el experimento varias veces sin tener que reponer el agua, habrá que
ingeniarse para usar dos botellas y pegar las tapas entre sí (con cemento epoxi o con
calor), haciendo luego el orificio en las dos tapas. De esa manera, cuando el agua se
termina, basta con invertir el aparatito y comenzar nuevamente.

 Miremos los objetos que están sobre nuestro escritorio solo con el ojo
izquierdo. Y después solo con el ojo derecho ¿Son iguales las imágenes
que percibimos? No...: la diferencia está en que algunos objetos
aparecen desplazados con respecto a otros. Pero al mirar con ambos
ojos nuestro cerebro combina ambas imágenes y entonces percibimos
la sensación de profundidad y no solo de ancho y alto. Percibimos
imágenes tridimensionales o en 3D, lo que nos permite estimar
distancias o usar las manos con precisión (prueben por ejemplo de
enhebrar una aguja mirando con un solo ojo...).
Siguiendo ese razonamiento, podemos obtener fotografías en 3D de un
objeto, un paisaje, etc. tomando una foto, corriendo de costado la
cámara unos 6 cm (la distancia entre los ojos) y tomando una segunda
foto. La manera más sencilla de hacer este experimento es ubicar la
cámara sobre una tablita de madera apoyada sobre algún soporte, en la
cual habremos hecho un par de marcas separadas por esos 6 cm.
Tomamos entonces ese par de fotos, cuidando que en la imagen
aparezcan objetos, o plantas o personas (¡que no deben moverse!)
ubicadas a distintas distancias desde la cámara.

Una vez pasadas las fotos a nuestra
computadora usamos cualquier programa de
manejo de imágenes para ubicar el par de
fotos una al lado de la otra, como se ve en la
figura.
Ahora, para ver la imagen en 3D, debemos
mirar el par de imágenes de frente y cruzar los
ojos como intentando superponer ambas
imágenes, lo que puede requerir un poco de
esfuerzo. Con paciencia lograremos que
aparezca la imagen tridimensional en el
centro y que desaparezca el esfuerzo...
Cuando veamos la imagen, podemos probar
de variar la distancia de los ojos a la pantalla
hasta ver con comodidad. Para
practicar, usemos el par de imágenes que
aparecen a continuación...

 Esto debería ir en un capítulo de matemáticas, pero como todavía ese capítulo no
existe, lo ponemos aquí. Y sin mayores explicaciones, comencemos a hacer
algunos experimentos:
Preparemos una cinta de papel un poco larga, de unos 3 o 4 cm de ancho, que puede
cortarse de una hoja de diario. Ahora unimos los extremos (con algún pegamento o cinta
adhesiva) y nos queda algo así como un cinturón ¿qué propiedades tendrá ese aro de
papel? Está claro que tiene dos superficies, la de adentro y la de afuera, y podemos
"recorrer" cada una de ellas con un lápiz partiendo de un punto cualquiera hasta llegar al
mismo punto después de una vuelta completa. Ahora tomemos una tijera y cortemos la
cinta por el medio y a lo largo: obtendremos dos cintas similares a la anterior, pero más
angostas. Eso se puede imaginar inclusive sin hacer la prueba...
En un segundo experimento unimos los extremos de otra cinta de papel pero después de
dar media vuelta a uno de los extremos. De nuevo la pregunta: ¿qué propiedades tendrá
ese aro de papel? Y ahora comienzan a aparecer las novedades... ¿Cuántos lados tiene
ahora esa cinta? Probemos de recorrerla con un lápiz desde un punto determinado:
llegamos al mismo punto después de haber recorrido...¡la única superficie que tiene la
cinta! Ya no hay dos superficies sino una sola... ¿Y qué pasa si cortamos la cinta por el
medio y a lo largo? Bueno, probemos y veremos que el resultado es muy distinto que con
la primer cinta.

 El descubridor de esa cinta con una sola superficie fue un matemático alemán
que se llamaba August Moebius, en el siglo 19. Ese señor hizo varios aportes a
una rama de la matemática que se denomina topología.
Actualmente se aprovechan las propiedades de la cinta de Moebius con varios
fines (por ejemplo usar los dos lados de una cinta transportadora en los
aeropuertos o de una cinta magnética en un grabador). No es fácil imaginarse
las cosas raras que pasarían si un tren subterráneo circulase por una cinta
semejante...pero ese es el fundamento de la película argentina de ciencia
ficción "Moebius", de 1996.
Y para terminar ¿qué propiedades tendrá un aro armado pegando los extremos
de una cinta de papel pero después de dar una vuelta completa a uno de los
extremos? Será cuestión de probar, de experimentar... Esa es la base de la
ciencia...
La matemática... la única "magia" que permite al ser humano predecir el
futuro... ¿o acaso un ingeniero no puede predecir cuánto peso aguantará un
puente después de hacer cuentas con lápiz y papel? Bueno, actualmente con
una computadora... Para descubrir muchas de las maravillas de la
matemática, hay que leer los libritos "Matemática...¿estás ahí?" (partes 1, 2, 3 y
4) escritos por Adrián Paenza y publicados por Siglo veintiuno editores

Fin de la
presentación.
Carmen &
Emily

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