INTRODUCCIÓN La vida en la tierra depende fundamentalmente de la energía solar, la cual es atrapada mediante el proceso fotosintetico, que es responsable de la producción de toda la materia organica que conocemos. La materia orgánica comprende los alimentos que consumimos diariamente tanto nosotros como los animales, los combustibles fósiles (petróleo, gas, gasolina, carbón); así como la leña, madera, pulpa para papel, inclusive la materia prima para la fabricación de fibras sintéticas, plásticos, poliester, etc. La cantidad de carbono fijado por la fotosíntesis es espectácular, como lo demuestran las cifras de la producción anual de materia orgánica seca, estimada en 1,55 x 10 11toneladas, con aproximadamente 60% formada en la tierra, el resto en océanos y aguas continentales. Los organismos que en el curso de la evolución aprendieron a usar la energía solar y a transformarla en energía química son los llamados autótrofos, que están representados por bacterias y organismos del Reino Vegetal.
NATURALEZA DE LA LUZ La luz blanca se separa en diferentes colores(longitudes de ondas) al pasar a través de un prisma. La longitud de onda ( ) se define como la distancia entre dos crestas o dos valles de una onda. La energía es inversamente proporcional a la longitud de onda; las longitudes de onda largas tienen menos energía que las de longitudes de onda cortas. La energía de un fotón se puede calcular con la ecuación:
E= ,. Donde h es la constante de Planck con valor de 6,6262 x 10-34 J.S, C la velocidad de la luz 3,0 x 108 m .S-1 y l la longitud de onda en metros (m). La energía del fotón es inversamente proporcional a la longitud de onda. El ordenamiento de los colores del espectro luminoso, está determinado por las longitudes de onda de la luz. La luz visible es una pequeña parte del espectro electromagnético comprendida entre 390 nm y 770 nm (nanómetro). DIFINICION Y CARACTERISTICAS DE VARIAS REGIONES DE LONGITUD DE ONDA DE LA LUZ Color
Rango longitud onda (nm)
de Longitud de de representativa
onda Frecuencia hertzios
(Ciclos/S)
o Energía (KJ/mol)
Ultravioleta
<400
254
11.8 x 1014
471
Violeta
400-425
410
7.31 x 1014
292
Azul
425-490
460
6.52 x 1014
260
Verde
490-560
520
5.77 x 1014
230
Amarillo
560-585
570
5.26 x 1014
210
Anaranjado
585-640
620
4.84 x 1014
193
Rojo
640-740
680
4.41 x 1014
176
Infrarrojo
>740
1400
2.14 x 1014
85
Mientras la longitud de onda de la luz visible sea más larga, más rojo es el color y sí la longitud de onda es más corta ésta, estará más cerca del lado violeta del espectro. Las longitudes de onda mayores que las rojas, se conocen como infrarojas y las más cortas que las violetas son ultravioletas. La luz se comporta como una onda y como una partícula. Las propiedades de onda de la luz incluyen la curvatura de la onda cuando pasa de un medio a otro (Ej. A través de un prisma, el arcoiris, un lápiz introducido en un vaso de agua, etc.). Las propiedades de partícula se demuestran mediante el efecto fotoeléctrico. Por ejemplo cuando un átomo de Zn se expone a la luz ultravioleta, se carga positivamente (Zn+), debido a que la energía luminosa expulsa electrones del Zinc. Estos electrones pueden crear una corriente eléctrica. Los elementos sodio, potasio y selenio tienen una longitud de onda crítica, es la longitud de onda máxima (visible o invisible) que produce un efectro fotoeléctrico. En 1905, Albert Einstein desarrolló una teoría en la que se propuso que la luz estaba compuesta de partículas llamadas fotones, cuya energía es inversamente proporcional a la longitud de onda de la luz. La luz tiene propiedades que se pueden explicar tanto por el modelo de onda como por el de partícula. HERNÁNDEZ, Rubén. Libro Botánica Online. documenting electronic sources on the Internet. 2014. [fecha de consulta: 6 Julio 2015]. Disponible en: < http://www.forest.ula.ve/~rubenhg/fotosintesis/>.
PRELAB
Fotosíntesis Pregunta de investigación: ¿Cómo influye la tonalidad de luz en la velocidad de producción de oxígeno en el proceso de la fotosíntesis de la Elodea? Hipótesis: La tonalidad de luz cálida, aumenta la velocidad de producción de oxígeno en el proceso de la fotosíntesis de la Elodea. Variables Variable independiente: Tonalidad de luz.
Tonalidad de luz Fría de 15 watts. Temperatura 6,400 K. Marca Sanelec. Tonalidad de luz Cálida de 15 watts. Temperatura 2,700 K. Marca Sanelec.
Variable dependiente: Velocidad de producción de oxígeno.
Uso de Gas sensor Vernier Oxigen Uso de Lab Cradle. Texas instrument.
Control de variables: TIEMPO 2 min 5 min 10 min 15 min 17 min 20 min 22 min 25 min 27 min 30 min 32 min 35 min 37 min 40 min
LUZ FRÍA
LUZ CÁLIDA
Materiales:
1 Vaso de precipitados 1000 ml. 1000 ml de agua destilada. 1 Embudo de vidrio. 1 Foco Tonalidad de luz Fría de 15 watts. Temperatura 6,400 K. Marca Sanelec. 1 Foco Tonalidad de luz Cálida de 15 watts. Temperatura 2,700 K. Marca Sanelec. 1 Reloj cronómetro. 1 Soporte universal. 1 Pinza. 2 Matraz 500ml Ernel Meyer. 1 Gas sensor Vernier Oxigen. 1 Lab Cradle. Texas instrument. Planta acuática Elodea. 2 Cables con socket para foco.
MĂŠtodo para colectar datos suficientes 1.- Se vierten 400 ml. De agua en cada matraz y se introduce la planta Elodea en cada uno de ellos, cuidando que quede completamente cubierta con el agua. 2.- Se colocan en el soporte universal las pinzas de soporte y se sujetan cada uno de los sockets. 3.- Se colocan los focos de diferente tonalidad en cada uno de los sockets y se conectan. 4.- Se colocan los sensores en los matraces, se acercan a los focos y se inicia el cronometro para tomar las mediciones. 5.- Se realizan las mediciones solicitadas en la tabla presentada.