Tema de fisica

[Wal]

Hola, estoy en 1º de Bachillerato, y en 2º hay que hacer el trabajo de recerca (trabajo de investigación que se hace en bachillerato en Cataluña, no sé si en otros lugares también se hace) y tengo pensado hacerlo sobre física (o tecnológico) . Respecto a la fisica queria enfocarlo a la cuántica pero realmente no se en que concretarlo (sobretodo la parte práctica del trabajo)). En el caso tecnologico seria mi segunda opción y he pensado en centrarme en la creación de un brazo biónico o un exoesqueleto biónico e incluso he pensado en crear unas gafas de visión térmica. El problema es no se si tengo el suficiente nivel y si realmente tengo los recursos necesarios. Qué me recomiendan ?

[teclado]

Hola, y bienvenido/a al foro.

Sobre experimentos de cuántica que sean fáciles de construir se me ocurren tres que no deberían ser caros de hacer, todos con luz.

Vaya por delante, que los dos primeros, no son estrictamente de física cuántica, ya que la naturaleza ondulatoria de la luz puede explicarse sin ningún problema hablando en términos clásicos, pero si tuvieras un tubo de rayos catódicos podrías hacerlos con haces de electrones y el resultado sería análogo.

El primero y más evidente es el de la doble rendija de Young. Puedes hacerlo con un puntero láser de los que se usan en conferencias (son baratos) y un trozo de papel de aluminio. En el papel de aluminio tendrás que hacer con mucho cuidado dos rendijas paralelas, de igual grosor y relativamente cercanas con un cúter bien afilado y procurando hacer cortes limpios. Cuando hagas pasar la luz del puntero por ellas, detrás de la hoja de papel de aluminio se formará un patrón de interferencia, y habrás demostrado la naturaleza ondulatoria de la luz. Evidentemente tendrás que apañarte un montaje un poco más complicado para mantener las cosas quietas el tiempo suficiente para medir las distancias entre los puntos luminosos para obtener parámetros como la longitud de onda de la luz del puntero (o dada ésta, que suele venir indicada por el fabricante del puntero, la distancia entre las ranuras). No he encontrado en internet un guión mínimamente aclaratorio, pero seguro que tu profesor/a te puede ayudar con la parte matemática.

Otra opción es tratar el tema de las rejillas de difracción. Una rejilla de difracción es una pantalla que en vez de tener dos, tiene muchas rendijas (para el caso infinitas). Ahora mismo se me escapan ciertos fundamentos matemáticos (nuevamente, puedes recurrir a tu profesor/a), pero de nuevo puedes calcular cosas como la distancia entre las rendijas mediante el análisis del patrón que se forma detrás al iluminar la rejilla con el láser. Para la rejilla (no creo que sean caras, pero igual te cuesta un poco más encontrarlas) puedes usar un trozo de tela hecha con hilos únicos de nylon (hilos que no estén hechos de otros hilos trenzados), que puedes conseguir en mercerías. Si usas esto último el análisis va a ser más complejo, porque el patrón no se formará sobre una línea recta, si no sobre toda la superficie de la pantalla (sale lo que en mi foto de perfil), pero la parte logística será más sencilla.

Naturalmente, en estos dos, la pantalla sobre la que proyectes el patrón y la lámina de aluminio o la rejilla deberán encontrarse paralelas, y perpendiculares a la dirección del rayo de luz. Con ellos podrás demostrar la naturaleza ondulatoria de la luz.

Para comprobar la naturaleza corpuscular de la luz solo se me ocurre ahora mismo una comprobación del efecto fotoeléctrico. Puedes encontrar un montaje relativamente sencillo aquí, y en sus referencias, particularmente aquí. Necesitarás ayuda de tu profesor/a e indagar mucho más allá de estos enlaces, quizás en este foro, pero con otra persona que sepa más ;-).

Si haces uno de los dos primeros y el último habrás demostrado la dualidad onda-corpúsculo de la que tanto se suele hablar, pero cualquiera de ellos creo que te iba a valer para un trabajo de segundo de bachillerato.

Otro experimento, puramente cualitativo, pero que demuestra el comportamiento corpuscular de la luz, es el de tomar dos punteros láser, uno rojo y otro azul/violeta, y hacer pasar sus haces por un recipiente con aceite de oliva. Con el rojo se ve una ligera dispersión del color rojo del puntero. Con el azul, el aceite queda sujeto al fenómeno de la fluorescencia, y al pasar el haz a través de él deja un rastro amarillento (no es porque el aceite sea amarillo y haga de filtro, ya que la luz del puntero es monocromática y de ser así se seguiría viendo del color azul del puntero, aunque muy débil).

Un saludo.