Tots hem jugat alguna vegada amb una lupa i hem concentrat els raigs solars per cremar un paper, ara però la utilitzarem per demostrar la diferent absorció de l’energia de la llum per superfícies de colors diferents.
Cal que tinguem globus de colors diferents (blau, vermell, verd…) però sobretot de blancs i de negres i, si en trobem, també algun de transparent.
Amb la lupa comencem a concentrar la llum solar a la superfície del globus transparent… veiem que no explota, el mateix passa si el globus és blanc. Si ho fem després amb els globus de colors i també amb el negre veiem que al cap d’un instant de concentrar els rajos solars el globus explota.
I la darrera experiència, més espectacular, la fem inflant un globus negre dins d’un globus transparent, en aquest cas la llum solar aconsegueix fer explotar el globus negre mentre el globus transparent es manté intacte.
Com ho expliquem tot plegat? Senzill, primer, els materials transparents deixen passar la llum i per tant no absorbeixen energia de manera que no s’escalfen i no provoca per tant l’explosió del globus.
Segon, la superfície del globus blanc reflecteix tots els colors visibles, del vermell al violat, per això el veiem de color blanc (superposició de tots els colors); els reflecteix tots i per tant tampoc n’absorbeix, no s’escalfa i no explota.
Tercer, el globus vermell reflecteix el color vermell però absorbeix la resta de colors visibles de manera que molta part de l’energia solar li produeix una augment de temperatura que li provoca l’explosió.
Quart, el cas del globus negre és el més extrem; el veiem negre perquè absorbeix tots els colors i no en reflecteix cap de manera que l’escalfor en aquesta cas és màxima i és el que més fàcilment explosiona.
Cinquè, si posem un globus negre dins d’un transparent la llum travessa el primer globus sense escalfar-ne la superfície (com el primer cas) però incideix i queda absorbida pel globus negre de dintre (com la situació anterior) per tant explota el globus negre de l’interior del globus transparent que queda intacte.
NOTA: tot això ho podem relacionar amb la temperatura de la superfície d’un cotxe al sol de l’estiu, segur que hem notat que un cotxe blanc o platejat s’escalfa molt menys que un de negre o fosc (que fàcilment pot arribar literalment a cremar).
NOTA: En aquesta experiència s’utilitzen punters làser; tingues present que han de ser de baixa potència, que mai s’ha d’enfocar directament (ni amb reflexió directa) als ulls i que l’experimentació ha d’estar supervisada per una persona adulta.
De fet, si coneixem una mica els principis de l’òptica geomètrica veurem que la ciència en aquest cas juga a favor nostre. Segur que tots hem observat a través d’una lupa (lent convergent) i veiem que si observem l’objecte entre la lent i el focus aleshores observem una imatge virtual, dreta i més gran (per això parlem que fa de lupa) però si allunyem l’objecte més enllà de la distància focal aleshores veurem la imatge invertida tal com es pot veure en la imatge.
Bé, anem al líquid màgic… en el nostre cas el cilindre de plàstic està ple d’aigua (sic) senzillament perquè el cilindre sigui una lent cilíndrica convergent, això si de focal molt i molt petita. Així doncs les paraules estan situades més enllà del focus de la lent i per tant les veurem totes, si totes, invertides. El color doncs no té cap efecte només que les paraules de color vermell les hem triat simètriques respecte l’eix horitzontal i encara que s’inverteixin (com les dels altres colors) es continuen llegint perfectament.
FisLab... el bloc 