Reflexes polaritzats

ullerespolaritzants

Anunci d’ulleres de sol amb vidres polaritzants

Les ulleres de sol de qualitat (no les barates que podem trobar en un basar xinés) porten els vidres polaritzants i així ho fan saber en els seu anuncis, però sabem exactament perquè són millors els vidres que polaritzen?

Doncs bàsicament perquè eliminen els reflexos de la llum en qualsevol superfície no metàl·lica: vidre, plàstic, aigua… tal com podem veure en el vídeo. En aquestes superfícies la llum que es reflexa surt polaritzada amb un efecte màxim per l’angle incident coincidint amb l’angle de Brewster.

Així doncs amb aquestes ulleres eliminarem els reflexos (polaritzats) de la llum solar a la carretera o a les parts plàstiques de l’interior del cotxe fent la conducció més descansada, també podrem observar tranquil·lament un aparador encara que estigui fortament il·luminat per la llum de dia o podrem observar una persona dins d’un cotxe talment com si no hi hagués el vidre parabrisa.

Les ulleres polaritzants també tenen altres efectes: enfosqueixen el cel si l’observem en direcció perpendicular als rajos solars (efecte utilitzat pels fotògrafs), no deixen gaudir de l’Arc de Sant Martí (llum reflectida a les gotes d’aigua i també polaritzada) i impedeixen veure, en alguns casos, les pantalles de cristall líquid dels cotxes (efecte molt negatiu que podem solucionar girant el cap 90º).

Apali, aneu a buscar un polaritzador i aneu mirant i buscant reflexos polaritzats com si busquéssiu Pokémons!

Anuncis

Una pila que roda sola

Si ja vas veure El motor més senzill del món, ara pots gaudir de El vehicle elèctric més simple de l’Univers.

pila

Corrent elèctric (blau), camp magnètic (vermell) i força magnètica i moviment (verd) en la pila que roda sola

El material necessari és, com sol ser habitual, uns imants de neodimi, una pila AA i paper d’alumini (del de cuina). Només cal que els imants de neodimi tinguin un diàmetre un xic superior a la pila i enganxar els imants als dos costats de la pila però amb els pols nord (o sud) enfrontats tal com es pot veure en l’esquema.

El paper d’alumini i els dos imants, conductors elèctrics, fan que el circuit elèctric es tanqui i es generi un corrent (color blau) en sentit horari en el dibuix. El camp magnètic intens (color vermell) actua sobre aquest corrent elèctric realitzant una força magnètica sobre cada imant, seguint la regla de la mà dreta, que fa desplaçar el conjunt en el mateix sentit (color verd) que la força, cap a dins de la pantalla.

Si els dos imants de neodimi són de diferent diàmetre el conjunt es desplaçarà igualment però descrivint un moviment de rotació sobre la taula de forma contínua. Aquesta darrera idea està extreta d’una demostració d’en Lluís Nadal i Balandras, professor de l’institut Lluís de Requesens de Molins de Rei i un dels millors divulgadors científics de Catalunya, gràcies Lluís!

Bé, i ara cap a la cuina a buscar el paper d’alumini…

La taula parada i en Newton

Segur que mai ens hem atrevit a comprovar la primera llei de Newton (la de la inèrcia) estirant fort i ràpid les tovalles quan la taula està tota parada amb tots els plats de ceràmica, les copes de vidre… i això que molt sovint ho hem sentit explicar al professor de Física o ho hem vist en películes de dibuixos animats.

Si realment tenim confiança en les lleis de la Física no hauríem de dubtar gens en fer-ho… en el vídeo no solament ho fan sinó que ho fan amb talla XXL.

Ja veus que no és tan complicat i que ja et pots animar a fer-ho en acabar el dinar familiar de Nadal… que tinguis molta sort… i, sobretot, confiança en la Física!

Arc de Sant Martí: ara el veig… ara no el veig

Tothom ha gaudit alguna vegada de la visió de l’Arc de Sant Martí i si som una mica “frikis” de la ciència haurem observat alguns detalls interessants:

  • Sempre l’observarem quan estem d’esquena al Sol i està plovent davant nostre, això es degut al fet que es forma per una doble refracció però sobretot per la reflexió (limit) que té lloc dins les gotes d’aigua (tal com es pot veure a la imatge).
  • A la part interior de l’arc sempre observarem el color violat i a l’exterior el vermell.
  • Quan la lluminositat és molt alta (i el fons sobre el que l’observem és bastant fosc) podem observar un doble arc sempre menys lluminós que el principal. La seqüència dels colors d’aquest segon arc és inversa a la del principal.
  • L’angle d’observació sempre és de 42º respecte la recta que uneix el Sol amb nosaltres. Per això si aconseguim observar-lo des d’una alçada considerable podem veure un Arc de Sant Martí completament circular (visió clàssica des d’un avió).lpath

Però en aquesta experiència podeu observar un fenomen que possiblement no heu descobert: la llum de l’Arc de Sant Martí és polaritzada!

Així doncs si l’observem amb unes ulleres de sol polaritzades, el podrem veure o no en funció de si posem les ulleres verticals o horitzontals, és a dir, girant el cap d’un costat a l’altre veurem com l’arc apareix i desapareix. En el vídeo s’observa clarament aquest fenomen en un Arc de Sant Martí casolà fet amb un raig d’aigua polvoritzat a la sortida d’una mànega de jardí.

Aquesta polarització es deguda a la reflexió de la llum dins les gotes d’aigua: sempre que la llum es reflecteix en qualsevol superfície no metàl·lica (vidre, plàstic, aigua…) el raig reflectit surt polaritzat i aquest efecte és màxim quan l’angle d’incidència és l’anomenat angle de Brewster (la polarització per reflexió és màxima quan la tangent de l’angle d’incidència és igual a l’índex de refracció de la substància).

Tren magnètic

Sorprenent! En aquests temps que es parla tant del Maglev (tren de levitació magnètica) nosaltres podem fer fàcilment un tren magnètic que no levita però que circula curiosament per dintre un solenoide.

Com sempre aprofitem els camps magnètics intensos creats per imants de neodimi i només necessitem una pila AA i fil conductor que ha de ser de material no ferromagnètic (per raons òbvies) però no ha d’estar esmaltat. Així doncs no ens serveix el fil de coure que s’utilitza normalment per fer bobines per motors o electroimants.

La màquina del tren està composta d’una pila amb un o dos imants al davant i també al darrera tenint en compte que els seus pols han d’estar confrontats tal com es veu al dibuix.

El solenoide ha de tenir un diàmetre lleugerament superior al dels imants de neodimi i que alhora ha de ser també una mica més gran que el diàmetre de la pila (per tal de facilitar el contacte dels imants amb les espires del fil conductor).

El corrent elèctric que circula per l'espira crea un camp magnètic que...

El corrent elèctric que circula per l’espira crea un camp magnètic que…

El funcionament és relativament senzill d’explicar: es crea un circuit elèctric (pol positiu de la pila – imant de neodimi – solenoide – imant de neodimi – pol negatiu de la pila) de manera que en circular aquest corrent elèctric per la bobina crea un camp magnètic oposat a l’imant del davant i del mateix sentit que l’imant posterior. Aquesta configuració realitza doncs un parell de forces i ambdues empenyen cap endavant el conjunt imant – pila – imant.

Tal com es pot veure en el vídeo el moviment s’atura quan el primer imant perd el contacte i per tant el corrent elèctric deixa de circular. També podem veure en el vídeo que el tren circula en un sentit i aquest depèn de la polaritat dels imants, de la polaritat de la pila i del sentit de rotació de la bobina.