Annexos - el que amaga la llum

ANNEXOS EL QUE AMAGA LA LLUM

Física Departament científic Manel Gil Laia Garcia Jané 2n Batxillerat Curs 2015-2016

ÍNDEX INTRODUCCIÓ

1

ANNEX A

2

A.1.

A.2.

Fotos A.1.

Fotos A.2.

A.3.

Fotos A.3.

A.4.

Fotos A.4.

A.5.

Fotos A.5.

A.6.

Fotos A.6.

A.7.

Fotos A.7.

A.8.

Fotos A.8.

A.9.

A.10.

Fotos A.9.

Fotos A.10.

A.11.

Fotos A.11.

A.12.

Fotos A.12.

3-4 5-6 7-8 7-8 9-10 11 12-13 14-15 16-17 18 19-20 21 22-23 24 25-26 27 28-29 30-31 32 32 33-34 35 36-37 38

ANNEX B

39

B.1.

B.2.

B.3.

B.4.

B.5.

B.6.

B.7.

B.8.

B.9.

40 41 42 43 44 45 46 47 48

B.10.

B.11.

B.12.

B.13.

B.14.

B.15.

B.16.

B.17.

B.18.

B.19.

49 50 51 52 53 54 55 56 57 58

ANNEX C

59

C.1.

C.2.

60 64

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

INTRODUCCIÓ Per completar el treball he decidit incorporar material de suport. Aquests annexos estan citats dins el treball i estan formats de tres parts.

A la primera part hi trobem les fitxes dels experiments realitzats durant el projecte i les fotografies (tot i que moltes ja consten dins del mateix treball). A la segona part hi trobem tots els esquemes i dibuixos que he realitzat durant el treball com a suport a la teoria.

Finalment, a la tercera part hi ha l’evolució de l’índex del meu treball i els apunts d’una conferència a la UAB.

1

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

ANNEX A

2

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

ANNEX A.1.

T�TOL: Fiabilitat experimental reflexió OBJECTIU: 

Comprovar l’error que es comet fent un experiment en reflexió o fent-ho teòricament

MATERIALS: 1. Lent plano-convexa 2. LĂ ser de llum vermella i violeta 3. Roda de graus 4. Pantalla

TEORIA La velocitat de la llum en un medi transparent Ês menor que la velocitat al buit o a l’aire, on Ês de 3¡108m/s. Un medi transparent es caracteritza pel seu índex de refracció (n) que es defineix pel quocient entre la velocitat de la llum al buit (c) i la velocitat al medi corresponent (v).

đ?‘›=

đ?‘? đ?‘Ł

Quan la llum travessa dos medis diferents, una part es reflexa i l’altra part entra al segon medi.

Quan un feix de llum arriba a un medi (1), els punts de la frontera d’aquest medi generen una nova ona que es propaga pel segon medi (2).

Tenim dos tipus de reflexiĂł: nĂ­tida i difusa. La nĂ­tida es dĂłna quan la superfĂ­cie ĂŠs plana (mirall) i la difusa quan la superfĂ­cie ĂŠs rugosa. Aquesta ens permet veure els cossos des de qualsevol lloc.

PROCEDIMENT 1. Fixar el lĂ ser i la roda de graus.

2. Col¡locar la lent a sobre la roda i vigilar que no es mogui 3. Anar girant el là ser de 5º en 5º

3

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

TAULA DE RESULTATS

CONCLUSIONS EXTRETES La nova ona serà igual a l’anterior, i l’angle que formi també serà el mateix. Per tant, afirmem que la llei de la reflexió es defineix perquè el raig reflectit forma un angle respecte el centre de la lent igual que l’angle que forma el raig incident.

En el cas de la reflexió, observem que les dades obtingudes experimentalment i les dades obtingudes a partir de la fórmula coincideixen, per tant en aquest cas podem afirmar que la posada en pràctica ens aporta un 100% de fiabilitat.

4

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

ANNEX A.2.

T�TOL: Fiabilitat experimental refracció OBJECTIU: 

Comprovar l’error que es comet fent un experiment en refracció o fent-ho teòricament

MATERIALS 5. Lent plano-convexa 6. LĂ ser de llum vermella i violeta 7. Roda de graus 8. Pantalla

TEORIA Quan un raig incident arriba a un medi (1), els punts de la frontera provoquen (a mÊs de la reflexió) que l’ona es propagui pel segon medi (2).

Aquesta nova ona (refractada o transmesa) tindrà la mateixa freqßència que la inicial però diferent velocitat. Per tant tambÊ variarà la longitud d’ona.

Els raig de llum que travessa els 2 medis es refractarĂ a la superfĂ­cie variant la seva direcciĂł de propagaciĂł depenent del quocient entre els Ă­ndex de refracciĂł n1 i n2.

Per a un raig de llum amb un angle d’incidència ι1 sobre n1 (angle entre la normal de la superfície i la direcció de propagació del raig), tindrem que el raig que es propaga a n2 amb un angle de refracció ι2.

S’obtĂŠ amb la fĂłrmula: n1¡sin Îą1 = n2¡sin Îą2 đ?‘?

Considerant que n equival a l’índex de refracciĂł del medi, podem afirmar que đ?‘› = đ?‘Ł on c ĂŠs la velocitat de propagaciĂł de la llum al buit (3¡108) i v ĂŠs la velocitat de propagaciĂł de la llum en el đ?‘ đ?‘–đ?‘›Îą1

đ?‘?

medi. Per tant la fĂłrmula anterior derivaria en: đ?‘ đ?‘–đ?‘›Îą2 = đ?‘Ł Hi ha un punt en el qual no tenim refracciĂł, perquè trobem l’angle lĂ­mit i nomĂŠs es produeix reflexiĂł. Aquest fenomen es coneix com a reflexiĂł total i aquest angle es denomina angle lĂ­mit.

5

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

PROCEDIMENT 4. Fixar el làser i la roda de graus.

5. Col·locar la lent a sobre la roda i vigilar que no es mogui 6. Anar girant el làser de 5º en 5º

TAULA DE RESULTATS

CONCLUSIONS La refracció és inexacta. Com veiem al gràfic, la línia blava representa els valors aproximats (obtinguts experimentalment) i la línia taronja els valors exactes (obtinguts a partir de la fórmula).

Gràcies a un estudi analític de l’error (absolut i relatiu) es pot concloure que en el cas de la refracció hi ha un marge d’error de ±0,5º.

6

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

7

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

8

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

ANNEX A.3.

T�TOL: Descompondre llum blanca en els colors de l’espectre visible OBJECTIU: 

Reproduir l’experiment de Isaac Newton per entendre la descomposició de la llum blanca

MATERIALS: 9. Projector de diapositives 10. Prisma (đ&#x;”ş) 11. Pantalla (taula)

TEORIA La llum blanca està composta per la suma de diferents colors. Isaac Newton va ser el primer en descobrir-ho. Va deixar que la llum del Sol entrÊs a una habitació a travÊs d’un petit forat, llavors la llum blanca travessava un prisma triangular i finalment es projectava a una pantalla. Va descobrir doncs, que la llum del Sol (i la llum blanca en general) es descompon en una banda de colors anomenada espectre.

Cadascun d’aquests colors tÊ una longitud d’ona i una freqßència diferent. La dispersió de la llum blanca Ês un fenomen que es produeix quan un raig de llum travessa un medi transparent i es refracta. Per tant, quan fem passar la llum blanca per un prisma (totalment polit), es mostraran els diferents colors que constitueixen la llum blanca (vermell, groc, verd, blau cian, blau i violeta són els mÊs representatius).

PROCEDIMENT 7. Fixar el projector i enfocar-lo correctament.

8. Posar el prisma i que la llum hi incideixi per un lateral 9. Apropant o allunyant el prisma, buscar la mĂ xima resoluciĂł.

10. Veure amb claredat els diferents colors amb els quals es descompon.

9

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

TAULA DE RESULTATS

CONCLUSIONS EXTRETES Gràcies a aquest experiment he pogut entendre la descomposició de la llum blanca. De fet moltes vegades quan plou ja la veiem, però només quan incideix sobre un material transparent i perfecte, aquest cas un prisma.

10

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

11

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

ANNEX A.4.

TÍTOL: Compondre llum blanca a través dels colors fonamentals de l’espectre visible OBJECTIU: 

Reproduir l’experiment de Thomas Young



Demostrar la importància dels colors llum fonamentals (blau, verd i vermell)

MATERIALS: 12. Paper de cel·lofana vermell, verd i blau 13. 3 lots de llum blanca 14. Pantalla 15. Obstacle per tornar a descompondre la llum

TEORIA Així com Isaac Newton va descompondre la llum blanca emesa pel Sol, Thomas Young va fer l’experiment a la inversa. A través dels colors llum fonamentals, els quals són el vermell, el blau i el verd, i fent-los enfocar a un mateix punt, va demostrar que igual com la llum blanca es pot descompondre, es pot tornar a compondre.

A través d’aquest experiment es conclou també que un cop composta, si s’hi posa un obstacle al mig, es torna a descompondre però aquest cop amb tots els colors de l’espectre visible, no només amb els fonamentals.

PROCEDIMENT 11. Col·locar 3 cercles de paper de cel·lofana en línia recta.

12. Fixar els lots un darrere cada paper i fer-los enfocar en un mateix punt.

13. Veure la llum blanca.

12

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

TAULA DE RESULTATS

CONCLUSIONS EXTRETES És molt més fàcil compondre llum blanca que descompondre-la.

Sembla increïble que només emetent llum blava, vermella i verda pugui formar-se llum blanca i al mateix temps tornar-la descompondre amb els colors blau, vermell, verd, cian, groc i magenta.

13

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

14

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

15

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

ANNEX A.5.

TÍTOL: Difracció en una escletxa OBJECTIU: 

Observar el patró de difracció en una obertura

MATERIALS 16. Suport per posar el làser 17. Làser de 650nm (vermell) 18. Escletxa (peu de rei) 19. Pantalla (paret)

TEORIA La difracció de Fraunhofer es refereix als casos límits on la llum que arriba a l'objecte difractant és paral·lela i monocromàtica, i on el pla de la imatge està a una distància gran en comparació amb la mida de l'escletxa. Quan l’objecte arriba a l’escletxa pateix el fenomen de difracció i provoca uns màxims i uns mínims. Els màxims són les franges on observem color i els mínims on està fosc.

PROCEDIMENT 14. Fixar el làser al suport i enfocar-lo a la pantalla.

15. Amb un suport, posar l’obertura al mateix nivell que el làser i centrar-ho.

16. Apropant o allunyant l’obertura del làser, buscar la màxima resolució. Depenent de la mida de l’escletxa, podem observar com varia la mida del patró, s’allarga o es comprimeix.

16

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

TAULA DE RESULTATS

CONCLUSIONS EXTRETES El direcció del patró és inversament proporcional a la direcció de l’escletxa. Si col·loquem l’escletxa verticalment el patró sortirà horitzontal.

Observem la difracció de la llum i és fàcil mesurar la minúscula escletxa a través de l’estudi dels màxims i els mínims projectats.

No es pot assegurar la precisió ja que es necessitaria material professional i exacte, però tot i ferho amb material casolà és fàcil obtenir la difracció.

17

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

18

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

ANNEX A.6.

T�TOL: Mesurar un cabell OBJECTIU: 

Observar el patrĂł de difracciĂł que realitza un cabell i mesurar el seu gruix

MATERIALS 20. Suport per posar el lĂ ser 21. LĂ ser de 650nm (vermell) 22. Obstacle (cabell) 23. Pantalla (paret) 24. Regle 25. FĂłrmula correcta

TEORIA La difracció, a part de produir-se quan hi ha una obertura d’obstacle, tambÊ es produeix quan posem un obstacle material, com un cabell. En el cas del cabell, podem arribar a determinar el seu gruix, cosa que seria impensable de fer-ho amb un regle o qualsevol altre instrument convencional de mesura.

La llum pateix una interferència al travessar-lo com si es tractÊs de la difracció de doble escletxa (de Thomas Young).

PROCEDIMENT 17. Fixar el lĂ ser al suport i enfocar-lo a la pantalla.

18. Aguantar el cabell al mateix nivell que el lĂ ser i centrar-ho.

19. Apropant o allunyant l’obertura del là ser, buscar la mà xima resolució.

20. Mesurar l’espai amb el regle entre mà xim i mà xim (llargada d’un mínim) 21. Aplicar la fórmula segßent: � =

đ?‘Ś đ?‘š

¡ Ν¡D

( “aâ€? correspon al gruix del cabell, “yâ€? ĂŠs

la distĂ ncia entre el lĂ ser i el cabell, “mâ€? ĂŠs la distĂ ncia entre dos mĂ xims consecutius,

19

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

“λ” correspon a la longitud d’ona del làser i “D” equival a la distància entre el cabell i la pantalla)

TAULA DE RESULTATS

CONCLUSIONS EXTRETES Gràcies a aquesta fórmula, he pogut determinar i comparar dos cabells de dues persones diferents, i comprovar que la difracció ens permet mesurar elements molt petits i determinar en aquest cas (tot i que no amb molta exactitud) el seu gruix. Obtenint dos gruixos diferents: en un cas 0,012mm i en l’altre 0,098mm.

20

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

21

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

ANNEX A.7.

TÍTOL: Difracció en una obertura circular OBJECTIU: 

Comprovar el fenomen d’Airy



Observar el patró de difracció en una obertura circular

MATERIALS 26. Banc òptic (suport) 27. Làser de llum vermella 28. Obstacle (obertura circular) 29. Pantalla

TEORIA El fenomen d’Airy és molt comú en l’astronomia, ja que es degut a la difracció de la llum (de les estrelles per exemple) amb el telescopi. A partir d’aquest fenomen es pot determinar la resolució d’un telescopi, ja que és igual a la grandària del disc d’Airy.

La llum que s’emet, si no està el suficient col·limada per passar per dins de l’obertura, rebota amb les parets d’aquesta i per tant es difracta. En aquest cas, s’ha fet passar la llum d’un làser per una obertura més petita i s’ha pogut representar el fenomen d’Airy.

Les ones de llum pateixen d'interferència constructiva i destructiva. La interferència destructiva causa els buits entre els anells i la interferència constructiva genera els anells concèntrics que van disminuint en intensitat segons s'allunyen del centre.

PROCEDIMENT 22. Fixar el làser al banc òptic i enfocar-lo a la pantalla.

23. Amb un suport, posar l’obertura al mateix nivell que el làser i centrar-ho.

24. Apropant o allunyant l’obertura del làser, buscar la màxima resolució.

22

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

TAULA DE RESULTATS

CONCLUSIONS EXTRETES El patró d’Airy està format pel disc central (disc d’Airy) i per uns màxims i uns mínims.

Segurament és el quin forma un patró més gran respecte la petitesa de l’obstacle.

23

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

24

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

ANNEX A.8.

TÍTOL: Difracció d’un quadrat OBJECTIU: 

Observar el patró de difracció



Comprovar si s’assembla amb el d’una escletxa i circular

MATERIALS: 1. Suport 2. Làser de 650nm (vermell) 3. Obstacle (quadrat) 4. Pantalla 5. Cúter

TEORIA Comprovar si el patró que surt resultant d’un obstacle quadrat té relació amb algun altre patró més típic, ja que aquest no és corrent.

PROCEDIMENT 1. Fixar el làser al suport i enfocar-lo a la pantalla.

2. Fer un forat quadrat amb el cúter a un cartró.

3. Amb un suport, posar les obertures al mateix nivell que el làser i centrar-ho.

4. Apropant o allunyant les obertures del làser, buscar la màxima resolució.

TAULA DE RESULTATS

25

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

CONCLUSIONS EXTRETES Si repassem els patrons obtinguts mitjançant una escletxa i una obertura circular, podem veure que el patró obtingut amb el quadrat no és massa diferent.

Podríem considerar que és la suma dels dos, ja que fa una forma semblant a un cercle (i no és allargat) però els màxims i els mínims (tot i ser per tot el seu voltant) són semblants als resultants de l’escletxa.

Aquest experiment m’ha servit per poder concloure que hi ha uns patrons principals com el circular i el d’única escletxa i el de doble escletxa, i que combinant aquests dos obstacles el patró es pot arribar a combinar.

26

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

27

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

ANNEX A.9.

TÍTOL: Difracció de doble escletxa (Experiment de Thomas Young) OBJECTIU: 

Observar el patró de difracció i les interferències



Diferències entre una escletxa i dues

MATERIALS 6. Banc òptic (suport) 7. Làser de llum vermella 8. Obstacle (dues escletxes) 9. Pantalla

TEORIA Thomas Young, per demostrar que la llum era una ona, va fer passar un raig de llum per dues escletxes paral·leles. Cada ranura, va difractar la llum com si fos una sola escletxa, però al xocar i degut a la difracció de la llum que passava per l’altra escletxa, observem les interferències. La llum quan interfereix forma màxims, bandes de llum (interferència constructiva) i mínims, buits (interferència destructiva).

PROCEDIMENT 5. Fixar el làser al banc òptic i enfocar-lo a la pantalla.

6. Amb un suport, posar les obertures al mateix nivell que el làser i centrar-ho.

7. Apropant o allunyant les obertures del làser, buscar la màxima resolució.

28

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

TAULA DE RESULTATS

CONCLUSIONS EXTRETES En lloc de dues franges nítides (com a l’experiment d’una escletxa) veiem una sèrie de franges sobre el màxim principal. Això és el que es pot anomenar diagrama d’interferència.

Per tant, aquest experiment va servir per explicar per primer cop el fenomen de la interferència.

La importància d’aquest experiment respecte els anteriors és molt gran. Aquest a diferència dels altres ens serveix també per concloure que la llum és i actua com una ona.

29

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

ANNEX A.10.

T�TOL: Mesurar la distà ncia entre les dues escletxes de l’experiment de doble ranura OBJECTIU: 

Verificar si la fĂłrmula ens serveix per concloure aquest resultat



Treballar amb la fĂłrmula establerta

MATERIALS 10. Banc òptic (suport) 11. Là ser de llum vermella 12. Obstacle (dues escletxes) 13. Pantalla 14. Regle per mesurar 15. Fórmula

TEORIA L’experiment de Thomas Young ens pot servir per mesurar una distà ncia tant petita com la que hi ha entre les dues ranures de l’obstacle. La fórmula que utilitzem Ês � = -

Δx (mesura de mà xim principal a mà xim secundari)

-

D (distĂ ncia)

-

a (mesura entre escletxa i escletxa)

-

Ν (longitud d’ona de la llum)

đ??ˇÂˇđ?œ† đ?›Ľđ?‘Ľ

:

PROCEDIMENT 8. Fixar el là ser al banc òptic i enfocar-lo a la pantalla.

9. Amb un suport, posar les obertures al mateix nivell que el lĂ ser i centrar-ho.

10. Apropant o allunyant les obertures del lĂ ser, buscar la mĂ xima resoluciĂł.

11. Mesurar la distĂ ncia entre els dos mĂ xims principals.

12. Aplicar la fĂłrmula i determinar el resultat.

30

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

TAULA DE RESULTATS

CONCLUSIONS EXTRETES A partir de les mesures i la fórmula següent, he pogut concloure que la distància entre escletxa i escletxa del meu experiment ha estat de 0,1mm.

Tornem a demostrar que la difracció de la llum és una eina capaç de mesurar mides molt petites, impossible de mesurar a ull nuu o sense un instrument especial.

31

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

32

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

ANNEX A.11.

TÍTOL: Combinació de dos filtres polaritzats OBJECTIU: 

Demostrar el bloqueig de la llum quan els eixos dels dos filtres són perpendiculars entre ells



Veure la polarització per entendre-la més fàcilment

MATERIALS: 16. Ulleres amb vidre polaritzat 17. Pantalla polaritzada

TEORIA Si combinem dos d’aquests filtres polaritzats podem comprovar que quan disposem els vidres de manera que coincideixi la direcció de polarització dels dos filtres (horitzontal o vertical) els vidres deixaran passar llum.

En canvi, si els disposem de manera que un quedi polaritzat verticalment i l’altre horitzontalment no passarà gens de llum, ja que quedarà bloquejat.

PROCEDIMENT 13. Posar una foto blanca a la pantalla de l’ordinador.

14. Posar les ulleres de sol davant de la pantalla i comprovar en quina posició deixen passar la llum i en quina no.

15. Veure el bloqueig de la llum.

33

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

TAULA DE RESULTATS

CONCLUSIONS EXTRETES En aquestes imatges la pantalla d’ordinador emet llum polaritzada horitzontalment i les ulleres estan polaritzades verticalment. Per tant quan coincideix l’angle de polarització, quan les ulleres les col·loquem del revés i el filtre queda col·locat com el filtre de la pantalla de l’ordinador, es veu tota la llum. A mesura que anem girant les ulleres es va enfosquint, fins que finalment quan els filtres queden col·locats perpendicularment l’un de l’altre no traspassa gens de llum.

Les pantalles d’ordinador que emeten llum polaritzada normalment l’emeten polaritzada horitzontalment.

34

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

35

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

ANNEX A.12.

TÍTOL: L’efecte del celo entre filtres polaritzats OBJECTIU: 

Comprovar l’efecte del celo en els filtres polaritzats



Demostrar que el celo és un material birefringent

MATERIALS: 18. Ulleres amb vidre polaritzat 19. Pantalla polaritzada 20. Celo

TEORIA Normalment se suposa que la llum al reflectir-se no es difracta, però quan es reflecteix en un mitjà molt fi i amb dues cares rugoses podem veure la birefringència. La birefringència és la doble reflexió per refracció resultat de l’alentiment diferent de cada longitud d’ona sumat a les interferències de cada front d’ona reflectit. Per exemple si posem un material que tingui propietats birefringents (celo, cel·lofana...), i difracta la llum blanca i la dispersa en totes les seves longituds d’ona (que són els colors). Quan posem un altre filtre polaritzat a davant, depenent de com orientem l’eix del polaritzador ens passaran unes longituds d’ona o unes altres a través del polaritzador de manera que veurem diferents colors.

PROCEDIMENT 16. Posar una foto blanca a la pantalla de l’ordinador.

17. Posar les ulleres de sol davant de la pantalla i comprovar en quina posició deixen passar la llum i en quina no.

18. Posar celo a la pantalla en diferents direccions.

36

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

TAULA DE RESULTATS

CONCLUSIONS EXTRETES Si enganxem celo a la pantalla de l’ordinador la qual emet llum horitzontalment polaritzada, aquetes petites capes, alenteix la velocitat de propagació de la llum i crea diferents colors que quan els mirem amb un filtre polaritzador canvien segons l’angle que deixem passar (vertical o horitzontal).

37

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

38

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

ANNEX B

39

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

B.1.

40

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

B.2.

41

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

B.3.

42

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

B.4.

43

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

B.5.

44

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

B.6.

45

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

B.7.

46

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

B.8.

47

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

B.9.

48

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

B.10.

49

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

B.11.

50

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

B.12.

51

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

B.13

52

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

B.14.

53

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

B.15.

54

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

B.16.

55

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

B.17.

56

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

B.18.

57

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

B.19.

58

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

ANNEX C

59

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

C.1.

1. INTRODUCCIÓ 2. CONCEPTES BÀSICS 3. LA LLUM a. REFLEXIÓ i. LA TEORIA DE LA REFLEXIÓ ii. PUNT DE REFLEXIÓ iii. ELS MIRALLS b. REFRACCIÓ i. TEORIA DE LA REFRACCIÓ ii. PUNT MÍNIM DE REFRACCIÓ iii. PODRÍEM EVITAR ENLLUERNAR-NOS? c. DIFRACCIÓ i. TEORIA DE LA DIFRACCIÓ ii. ELS COLORS DE LA LLUM I LES SEVES CARACTERÍSTIQUES d. POLARITZACIÓ i. TEORIA DE LA POLARITZACIÓ ii. ELS VIDRES POLARITZATS iii. ESTUDI I CARACTERÍSTIQUES

60

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

1. INTRODUCCIÓ 2. LA LLUM: UNA ONA O UNA PARTÍCULA (NEWTON VS. THOMAS YOUNG) 3. LA TEORIA DE THOMAS YOUNG a. EXPERIMENT 4. ESTUDI DE LES ONES ELECTROMAGNÈTIQUES a. REFLEXIÓ I REFRACCIÓ i. EXPERIMENT ANGLE LÍMIT ii. EXPERIMENT FIBRA ÒPTICA b. DIFRACCIÓ i. EXPERIMENT PUNTS MÀXIMS I MÍNIMS ii. EXPERIMENT PATRONS DE DIFRACCIÓ iii. EXPERIMENT MESURAR A TRAVÉS DE LA DIFRACCIÓ iv. EXPERIMENT LLUM BLANCA

61

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

1. QUÈ ÉS LA LLUM? 2. DUALITAT ONA-PARTÍCULA, PER QUÈ?

3. CARACTERÍSTIQUES DE LA LLUM a. REFLEXIÓ I REFRACCIÓ b. DIFRACCIÓ i. DISPERSIÓ LLUM BLANCA ii. MONOCROMÀTICA 1. QUÈ ÉS? 2. EXPERIMENT 1 ESCLETXA 3. EXPERIMENT CIRCULAR 4. EXPERIMENT DE THOMAS YOUNG c. POLARITZACIÓ i. QUINA IMPORTÀNCIA TÉ?

62

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

1. INTRODUCCIÓ 2. ELS PRINCIPIS DE LA LLUM a. TEORIA CORPUSCULAR DE LA LLUM b. TEORIA ONDULATÒRIA DE LA LLUM i. ELS COLORS 3. L’EVOLUCIÓ I LA HISTÒRIA DE LA LLUM 4. CARACTERÍSTIQUES DE LA LLUM COM A ONA a. LA REFLEXIÓ b. LA REFRACCIÓ i. FIABILITAT EXPERIMENTAL EN LA REFLEXIÓ I LA REFRACCIÓ c. DIFRACCIÓ DE LLUM BLANCA i. DISPERSIÓ 1. L’ARC DE SANT MARTÍ 2. EL COLOR DEL CEL ii. FORMACIÓ DE LLUM BLANCA 1. EL SISTEMA RGB iii. INTERFERÈNCIA I DIFRACCIÓ MONOCROMÀTICA 1. EL PRINCIPI DE HUYGENS 2. DIFRACCIÓ EN UNA ESCLETXA a. MESURAR UN CABELL 3. DIFRACCIÓ EN UNA OBERTURA CIRCULAR 4. DIFRACCIÓ EN UN QUADRAT 5. EXPERIMENT DE THOMAS YOUNG a. MESURA DE L’ESPAI ENTRE ESCLETXES d. POLARITZACIÓ i. ELS FILTRES POLARITZADORS ii. LES ULLERES DE SOL POLARITZADES iii. LES PEL·LÍCULES 3D iv. PANTALLES LCD v. COMBINACIÓ DE DOS FILTRES POLARITZATS vi. POLARITZACIÓ I BIREFRINGÈNCIA vii. LES BOMBOLLES DE SABÓ viii. EL CELO 5. CONCLUSIONS 63

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

C.2.

Conferència UAB LLUM (radiació electromagnètica) És una ona o una partícula?

Hi ha diverses teories que al llarg de la història han posat en dubte l’enigma de si la llum és una ona o una partícula. Hi van haver posicions enfrontades: Newton pensava que la llum era formada per partícules i Christian Huygens pensava que eren ones.

Sabem que la llum actua com a partícula i com a ona: Partícula – Segons com fem un experiment es comporta com una partícula Una ona es comporta com una partícula quan totes les ones van juntes, com si fossin una. L’efecte fotoelèctric és una manifestació de la llum com a partícula. Quan tenim llum d’una longitud d’ona que és massa llarga no hi ha electrons que surten i quan tenim una longitud d’ona més curta (llum més energia) poden fer saltar electrons. Per una freqüència de la llum hi ha electrons que surten rebotats (utilitzat en els CCD – píxels). Les partícules no poden interferir.

Ona – Hi ha una magnitud que va variant en l’espai i el temps.

Què és aquesta ona?

El magnetisme i l’electricitat estan acoblats – Llei de Faraday Quan hi ha magnetisme dinàmic (moviment en l’espai) això crea unes línies de camp magnètic, i quan aquestes es mouen fan que hi hagi carregues elèctriques que passen per la bombeta i l’encenen.

Si fem oscil·lar un element amb càrrega elèctrica generem una ona.

64

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

Les ones: Tenim un camp elèctric i un camp magnètic: van ortogonals (un és perpendicular a l’altre) i es van propagant en l’espai. La longitud d’ona (el període en que es repeteixen les oscil·lacions) és molt important ja que ens permet diferenciar diferents tipus de llum.

Les ones fan fenòmens d’interferència (difracció):

La llum generalment no està polaritzada, això vol dir que no hi ha un pla privilegiat pel camp magnètic i l’elèctric. Solen estar situats perpendicularment l’un de l’altre, i n’hi ha diferent tipus de llum: Tipus de llum polaritzada: 

Llum linealment polaritzada



Llum circularment polaritzada  va rotant - Camp elèctric no canvia



Llum el·lípticament polaritzada - Camp elèctric canvia la seva magnitud *La circular i el·líptica, a cada posició i temps el camp elèctric té una posició en un camp diferent.

65

EL QUE AMAGA LA LLUM

ANNEXOS

TREBALL DE RECERCA

Com es polaritza?

S’ha de seleccionar una direcció d’un camp elèctric.

L’atmosfera és un polaritzador, per això veiem el cel blau. La dispersió no és de la mateixa intensitat.

Efecte Haidinger: Als ulls, a la fòvea (zona d’entrada del nervi òptic a l’ull) hi tenim una concentració més alta d’unes molècules sensibles a la llum polaritzada que a la resta de la retina. Aquestes molècules quan reben llum polaritzada, s’exciten i fan que es pugui veure una taca de color.

Hi ha materials que tenen doble refracció, com la calcita.

66