Fletxa doble

Aquesta experiència si que és senzilla de realitzar: un dibuix amb dues fletxes paral·leles i amb el mateix sentit i un vas ben cilíndric mig ple d’aigua.

Observem les dues fletxes a través del vas buit, veurem que la seves mides varien lleugerament degut a la refracció de la llum amb el vidre del vas… però si aboquem aigua al vas fins a la meitat observarem de manera sorprenent que la fletxa inferior (la que veiem a través del líquida) queda invertida respecte el seu sentit en el dibuix.

Aquest és un efecte òptic senzill d’explicar si recordem la formació d’imatges en les lents convergents. En el nostre cas el vas ple d’aigua actua com una lent convergent i l’objecte (la fletxa) la situem aproximadament a una distància el doble que la seva focal, en aquesta situació es forma una imatge real, invertida, de la mateixa mida i a una distància també el doble de la focal però en aquest cas davant del vas. Aquest fet està dibuixat esquemàticament en el següent dibuix.fletxadoble

Així doncs veurem la fletxa superior a través del vas i la imatge de la fletxa inferior (invertida respecte l’original) davant del vas. Aquesta variació de posició del que observem costa molt d’apreciar en realitzar l’experiment i no s’observa gens en el vídeo.

Nota: la formació de la imatge és més complexe perquè la lent (el vas ple d’aigua) no la podem considerar una lent prima, però l’efecte és el mateix.

L’euro puja

En temps de crisi el valor de la moneda sol baixar però només amb una mica d’aigua podem fer pujar l’euro.

Només cal situar la moneda al fons d’un recipient i situar-nos de manera que no puguem veure-la perquè la paret ens ho impedeix. Aleshores aboquem aigua lentament, per no desplaçar la moneda amb el corrent del líquid, i observarem com la peça de 50 cèntims va pujant a poc a poc fins que podem veure-la sencera. Hem aconseguit el nostre objectiu!

Aquest fet es degut al fenomen de la refracció: la desviació de la direcció dels rajos de llum quan aquesta passa d’un medi transparent a un altre diferent. La refracció es deu al fet que al canviar de medi, canvia la velocitat de propagació de la llum.moneda

Si ens fixem en la imatge superior la llum que surt de la moneda (que viatja en línia recta) no arriba a l’ull de la noia perquè la paret del recipient no li ho permet. En la imatge inferior, com que la llum canvia de medi (d’aigua a aire) els rajos varien la seva direcció i podem comprovar que en aquest cas si que arriben a l’ull que està observant (malgrat que en línia recta no ho aconseguirien). La noia però observa la moneda just en la prolongació dels rajos que li arriben al seus ulls de manera que veu la moneda situada per sobre de la seva situació real.

Aquest efecte també el podem observar mirant el fons d’una piscina plena d’aigua: sempre sembla menys fonda del que és realment. O també podem comprovar que si enfonsem un pal verticalment dins l’aigua, la part submergida sembla, de manera sorprenent, que es va escurçant. Apali, ja teniu feina per aquest estiu!

Les boles invisibles

Des de sempre els humans han tingut el desig de la invisibilitat… ara ho podem aconseguir: un objecte serà transparent si aconseguim que tingui el mateix índex de refracció que el material que l’envolta.

Vas invisible

Vas de Pyrex invisible quan el submergim en oli de girasol

Una forma tradicional i bastant coneguda de fer-ho és amb un vas de vidre Pyrex i oli de nadons (marca Johnsons) o oli de girasol, les substàncies tenen efectivament el mateix índex de refracció. Aquesta experiència (imatge lateral) té el problema que hem d’utilitzar olis i el seu maneig i neteja posterior dels recipients no deixa de ser empipat.

Un sistema més senzill per comprovar la invisibilitat és utilitzar boles de gel incolores per a plantes (producte de jardineria) i aigua tal com es pot veure en el vídeo. Aquestes boles i l’aigua tenen el mateix índex de refracció, de manera que les boles són visibles en l’aire però invisibles en l’aigua… i aleshores apareix el bombó!