Características de la luz y su importancia, Tema 1, Bloque 4, Ciencias Naturales. Tercer Grado.

Durante el desarrollo
de este tema
deducirás algunas
características de
la luz a partir de su
interacción con los
objetos.
Asimismo, aprenderás
a reconocer la
aplicación de algunas
características de la luz
en el funcionamiento
de diversos aparatos,
para satisfacer
nuestras necesidades.

Características de la luz y su importancia

Si cerraras tus ojos, ¿podrías caminar por el salón
sin caerte ni golpearte con alguna banca? ¿Cómo
localizarías un lápiz?
Podemos apreciar los objetos gracias a la interacción
de la luz con ellos. ¿Qué fenómeno nos permite ver los
objetos cuando la luz los toca o pasa a través de ellos?
¿Qué otras interacciones existen entre los objetos
y la luz? Comenta tus respuestas con tus compañeras y
compañeros.

Sombra de una camioneta con bicicleta que
se mueve a gran velocidad.

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La trayectoria de la luz
Elabora, observa y explica.
En equipos y con la dirección de su profesor
realicen los siguientes experimentos.
Materiales:
• Linterna
• Dos cartulinas de 15 x 15 cm
• Dos tiras de cartón de 25 x 5 cm
• Algunos libros (servirán de soporte para
la linterna)
• Tela negra o cartoncillo negro, suficiente
para cubrir las ventanas del salón
• Hoja de cuaderno

Manos a la obra. Cubran las ventanas del
salón con la tela o el cartoncillo negro.
Construyan dos soportes con las tiras de
cartón, como se observa en la ilustración.
Con la punta de un lápiz hagan un orificio
en el centro de las cartulinas; para localizar el
centro tracen dos diagonales en forma de X
desde las esquinas, el punto de intersección
será el centro.
Hagan otros orificios aproximadamente a
15 cm del centro.
Coloquen cada cartulina en los soportes
y alineen éstos lo más posible entre sí, uno
detrás del otro, con una separación de 20 a
25 cm.
Apilen suficientes libros para que al poner
sobre ellos la linterna, ésta quede justo en el
orificio del centro de una de las cartulinas.
Acomoden la pila de libros y la linterna
frente a esa cartulina. Enciendan la linterna.
Un miembro del equipo deberá localizar
el rayo de luz por el orificio central,
colocando la hoja del cuaderno o la palma
de su mano, para ello puede ajustar la
posición de la cartulina en su cuaderno.
Una vez que lo haya localizado, ya no debe
moverla. Observen por los otros orificios.
Comenten y escriban sus respuestas en su
cuaderno.
¿Cómo es posible ver el rayo de luz por
los otros orificios?
¿Qué nos indica esto sobre la dirección
de los rayos de luz?

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La luz viaja en línea recta, por eso no pudiste ver
el rayo de luz en los orificios que no estaban
alineados. Al camino que recorre la luz se le
llama trayectoria. En la actividad anterior no
hubo ningún cuerpo que impidiera el camino de
la luz; ésta siempre viajó en el mismo medio:
el aire. ¿Qué sucede cuando un cuerpo se
interpone en la trayectoria de la luz?

¿Hay obstáculos para la luz?
Experimenta, observa y clasifica.
Materiales:
• Linterna
• Vaso de vidrio
• Trozo de plástico transparente rígido (mica)
• Forro de plástico transparente de algún libro
• Bolsa de plástico inflada con aire y cerrada
• Hoja de papel albanene
• Hoja de papel de China blanco
• Rama de árbol
• Balón
• Libro
• Tela negra o cartoncillo negro suficiente para
cubrir las ventanas del salón (una opción es usar
una caja de cartón pintada de negro)
Manos a la obra. Trabajen en equipo.
Cubran las ventanas de su salón con la tela o
el cartoncillo. Coloquen todos los objetos frente
a una pared despejada. Con la linterna iluminen
uno por uno cada objeto de tal manera que éste
quede entre la fuente luminosa y la pared. Para
cada objeto, acerca y aleja la linterna.

Contesten:
¿Qué observan en la pared?
Completen el siguiente cuadro, indicando
qué ocurrió con la luz al llegar a los objetos.
¿Qué relación hay entre el tipo de material y el
comportamiento de la luz?

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Los cuerpos opacos proyectan una
sombra definida: la umbra.

Traslúcido o transparente
Observa, clasifica e identifica.
Observen los objetos que están a su alrededor y enlístenlos
en la tabla, marquen con una (√) a los opacos, traslúcidos o
transparentes.

Ahora, con sus propias palabras expliquen por qué son opacos,
traslúcidos o transparentes algunos objetos.

Como pudiste observar, existen
cuerpos que no dejan pasar la luz
y forman una sombra definida,
a estos cuerpos se les conoce
como opacos. Otros dejan pasar
parcialmente la luz y producen
una sombra muy tenue (sombra
parcial), a éstos se les llama
traslúcidos, y los que dejan
pasar la luz casi totalmente se
denominan transparentes.
Los cuerpos opacos proyectan una
sombra más definida, conocida
como umbra. La palabra umbra
señala la parte más oscura de una
sombra.
En la umbra, la fuente de luz es
completamente bloqueada por el
objeto que causa la sombra.
Los cuerpos traslúcidos proyectan
una sombra parcial conocida
como penumbra y se da porque
la fuente de luz es bloqueada
parcialmente por el objeto. La
palabra penumbra significa casisombra.

Los cuerpos traslúcidos proyectan una
sombra parcial: la penumbra.

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Las propiedades de los materiales opacos,
traslúcidos y transparentes nos permiten
utilizarlos para un fin determinado. Por
ejemplo, para impedir el paso de la luz
exterior al salón de clases utilizaste el
cartoncillo negro, un material opaco;
para fabricar lentes se usa un material
transparente, como la mica o el vidrio, y
en casa se usan, algunas veces, cortinas
de materiales traslúcidos para evitar que
del exterior se vea el interior pero que
entre suficiente luz.
La fuente principal de luz es el Sol,
pero existen otras fuentes, como el fuego,
los focos o bombillas eléctricas y los
tubos de luz o focos de neón. Desde estas
fuentes la luz se propaga iluminando todo
a su paso.

Foco de luz fría

Foco incandescente

Pared traslúcida a través de la cual pasa la luz.

Un dato interesante
Las características de los cuerpos
traslúcidos se utilizan en algunos espejos
que se instalan en los centros comerciales,
centros de detención y algunas sucursales
bancarias. Son espejos traslúcidos en los
cuales las personas que están detrás del
espejo te pueden observar, pero tú a ellos no
los puedes ver.

¿Te ha pasado que en la noche caminando
por una calle solitaria viste la sombra de
lo que parecía ser un animal enorme o
un gigante? Si no te hubieras espantado
y te hubieras quedado en el mismo lugar,
te habrías dado cuenta de que se trataba
de un animal o una persona de tamaño
normal, sólo que en un momento su
sombra se proyectó más grande.
¿A qué se debe que un mismo objeto
proyecte sombras de distinto tamaño?

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Teatro de sombras
Experimenta, identifica y reconoce.
Materiales:
• Una linterna
• Una cartulina negra
• Tijeras
• Cinta adhesiva
• Un palito de madera de unos 30 cm
Manos a la obra. En equipo, dibujen en la cartulina
la figura que deseen, recórtenla con las tijeras y
péguenla al palo con la cinta adhesiva.
Coloquen la figura entre la linterna y una pared,
como lo hicieron con los objetos en la actividad
anterior.
Acerquen y alejen la figura de la linterna y de la
pared.
¿Qué sucede en la pared cuando la figura está
cerca de la linterna?
¿Qué pasa cuando alejan la figura?
¿Qué sucede cuando mueven la figura en
distintas direcciones respecto de la linterna?
Experimenten también con las sombras de su
cuerpo, acercándose o alejándose de una fuente
de luz. En su cuaderno dibujen y expliquen cómo
fue el tamaño de las sombras.

El tamaño de la sombra de un mismo
objeto varía dependiendo de su cercanía
o lejanía a la fuente de luz. Cuando el objeto
opaco se encuentra cercano a la fuente
de luz proyecta una sombra más grande
que cuando se encuentra lejos. ¿Por qué
sucede esto si la trayectoria de la luz es en
línea recta? En la actividad, al utilizar las
cartulinas, bloqueaste prácticamente toda
la luz que emitía la linterna y sólo dejaste
pasar un haz, con lo que observaste la
trayectoria recta de la luz. Pero de la linterna
no sólo sale un haz de luz, sino muchos y
en distintas direcciones, es decir, en forma
radial. Así, cuando el objeto se encuentra
cerca de la linterna, impide el paso de gran
parte de la luz que ésta emite, por eso
proyecta una sombra grande. A medida que
el objeto se aleja, bloquea menos haces de
luz y por eso proyecta una sombra pequeña.

Posición del objeto y la fuente de luz

La forma y el tamaño de la sombra dependen de la
posición de la fuente de luz.

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Eclipse solar. Se observan los rayos
dispuestos en forma radial.

La corona del
Sol totalmente
eclipsado brilla
con intensidad.
Fotografía
tomada desde
un avión,
Canadá.

Un dato interesante
Los eclipses son fenómenos
conocidos por el ser humano;
ya los antiguos mayas los
predecían con precisión.
Aun así, cuando ocurren, no
dejan de maravillarnos. Los
eclipses son consecuencia de la
sombra que proyecta un astro
al obstruir la luz del Sol. Un
eclipse solar ocurre cuando la
Luna se interpone entre el Sol
y la Tierra, y un eclipse lunar
cuando la Tierra se interpone
entre el Sol y la Luna.

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¿Te has fijado que en el transcurso
del día las sombras que proyectan
los árboles, casas y edificios
cambian de posición? Esta
variación permitió medir el tiempo
antes de que existieran relojes
como los que utilizamos ahora.

El reloj solar
Elabora y explica.
Materiales:
• Disco de cartón del tamaño de un plato
• Varita de madera de 10 a 15 cm de longitud
• Tijeras
• Lápiz
• Reloj
Manos a la obra. En equipo, con la ayuda de un adulto,
hagan un agujero en el centro del disco e introduzcan en
él un tercio de la varita de madera como se ilustra en la
imagen superior.
En un área donde haya luz solar la mayor parte del
día, claven el disco en la tierra por el lado del palo que
sobresale del disco (el más pequeño).
Cuando el reloj marque una hora en punto, señalen con
el lápiz la posición de la sombra que proyecta la varita en el
disco y escriban a un lado la hora.
Repitan la operación cada hora. No olviden anotar la
hora que corresponde. Comenten las respuestas de las
siguientes preguntas.
¿Por qué la posición de la sombra proyectada cambió
al pasar el tiempo?
Si dejan el disco en el lugar donde lo clavaron, ¿podrían
usarlo para saber la hora del día?
¿Qué pasaría si lo cambiaran de lugar?

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Durante el día, la posición de la
Tierra cambia respecto a la del
Sol; en consecuencia, cambia
también la dirección de los rayos
solares. De ahí que en el caso
del experimento anterior, la
sombra del palo del reloj de sol
se desplace. Cuando el Sol está
en su punto más alto (mediodía),
se proyectan sombras cortas,
mientras que cuando está bajo
(atardecer, cuando el Sol se
está metiendo), las sombras se
proyectan más largas.
Las características de la luz
han sido aprovechadas por el ser
humano, un ejemplo es el reloj
de sol como el que acabas de
construir, pero existen aparatos
que utilizan estas características
en situaciones diarias y comunes.
¿Qué aparatos son?, ¿para qué
se utilizan?, ¿cuántos aparatos
conoces que funcionen con base
en estos principios?

La luz de un faro guía a los barcos hasta el puerto

Reloj de sol. El observatorio celestial histórico Jantar
Mantar, construido en 1728, en Jaipur, India.

La función de la luz
Investiga e identifica.
En equipos, busquen información de
aparatos que emitan luz. Organicen su
información en un cuadro.
Comparen su cuadro con el de sus
compañeros y elaboren entre todos uno
solo que contenga toda la información.
¿Cuáles de estos aparatos utilizan con
frecuencia? ¿Cuál les parece más útil? ¿Por
qué?

Como te das cuenta, la luz, las sombras, la
transparencia u opacidad de los objetos se
aprovechan en diferentes artefactos para
satisfacer necesidades del ser humano.
Ejemplo de ello son las linternas utilizadas
como fuentes portátiles de luz, los faros
que sirven para guiar a los barcos hasta
el puerto cuando se acercan a la costa,
los focos de todo tipo, los relojes de
sol, los vidrios opacos y traslúcidos para
ventanas y muchos otros.