Como hacer un Microscopio de luz polarizada casero. Imagenes increíbles

Hola gente y muy bienvenidos a mi canal, hoy vamos a ver como hacer el microscopio casero con el móvil, que es algo que seguramente habrán visto ya en otros canales, pero voy a mostrarles algo que si estoy seguro que no han visto y son estas maravillosas imágenes de cristales vistas con luz polarizadas,

20170130_170937.jpg

parece mentira que con este rudimentario aparato podamos observar imágenes como esta que parecen verdaderas obras de arte, asi es que no se vayan que enseguida  empezamos

Sigue leyendo

Laser que quema Reciclado de lectoras y grabadoras de DVD

Laser que quema Reciclado de lectoras y grabadoras de DVD

Hola gente, bienvenidos a mi canal, hoy voy a cumplir con una promesa que hice hace tiempo y han venido reclamando, vamos a fabricar un poderoso laser con materiales reciclados, un laser que puede quemar, comprenderan que este experimento lleva sus riesgos, el laser es capaz de dañar la retina de nuestros ojos si miramos directamente, mas les digo, el solo hecho de mirar el punto que da en una pared ya deja en la vision manchas durante un buen rato, asi es que vamos a tener extremo cuidado sobre todo en la calibración del foco del laser

20161009_112805

He probado este laser de noche y alcanza con facilidad los 300 metros y puede explotar globos y quemar cinta negra. Se puede dar un poco mas de potencia aún y encender fósforos pero se corre el riesgo de fritar el diodo laser.

CIMG5843.JPG

 

Bien vamos con el laser, lo vamos a extraer de una grabadora de dvd, tienen que fijarse que en el frente diga RW ,si no dice, no merece la pena desarmar porque no nos valdrá para esto incluso hay grabadoras que tampoco sirven, solo las mas viejitas, las nuevas tren un modulo que lleva una optica frente, he probado con ella pero sin buenos resultados, Esta por ejemplo no sirve no tiene la RW se trata de una lectora

circuito2.jpg

Bueno ahora desarmamos la compactera para eso sacamos los tornillos, abrimos la compuerta frontal con un clip, y presionamos las trabas plasticas, abrimos el gabinete y nos queda expuesto el mecanismo de lectura que es de donde vamos a sacar los laser,  para quitarlo sacamos los tornillos y los dos ejes por donde corre, desconectamos las cintas y listo, afuera. Primero vamos a sacar la lente frontal que usaremos para concentrar el laser, esta pegada, con un destornillador la sacamos y la guardamos hay que tener cuidado en no rayarla o dañarla. Ahora tambien podemos sacar los dos imanes de neodimio para algun experimento y soltamos todo tornillo que veamos hasta que nos queden los diodos laser a la vista, son dos, uno iR y el otro rojo, no sabemos cual es cual todavia, tienen tres patitas, con cuidado haciendo presión los sacamos,  uno de estos es el quemador que es de color rojo y el otro es infrarrojo y es el lector, luego los vamos a probar para ver cual es cual.

quemador.jpg

Para alimentarlo sera necesario un circuito con el que limitaremos la corriente, no prueben el laser directamnete con la tensión de la batería porque tendran un laser difunto, seguro que se quema, si o si usar el circuito que ahora esta en la pantalla, es simple, lleva un regulador LM317 y unos pocos componentes, para estar seguros y limitar la corriente conviene que la primera prueba la hagamos con una resistencia de 5 ohms luego si no alcanza a quemar bajamos a 2 y hasta 1 ohm, en mi caso con 3 ohm ya quema la cinta negra de plastico.

Para probar los diodos giramos la resistencia variable a maximo valor y  conectamos,  estos diodos laser tienen tres patas y van conectadas como se muestra, una de ellas queda sin conectar. El diodo quemador se distingue inmediatamente porque brilla mucho, el lector paracticamente no brilla o apenas muy poco. Como vamos a exigir bastante a este laser le colocaremos un disipador de calor, yo le he puesto uno de un micro de PC, no tan grande, lo ajustamos con una brida o si esta sin el soporte perforamos y lo colocamos a presión.

Una vez ya tenemos funcionando el laser para que queme será necesario concentrar los rayos, para eso vamos a usar la lente que sacamos del frente del patin lector, y con una valvula de goma de bici, yo soy fan de estas valvulas las uso en muchos proyectos, con cemento de contacto la pegamos con la parte convexa hacia adentro, tambien se puede pegar tambien con cinta transparente y para que la rosca no vaya tan suelta podemos darle un par de vueltas de cinta de teflon.

Apuntamos a la pared y vamos girando la valvula hasta enfocar el punto, lo mas chico que podamos,  a esto tratar de hacerlo rapido porque es muy potente la luz.

Listo ahora a unos 15 cm probamos sobre cinta aisladora negra, veremos que empieza a salir humo.

Ahora probamos explotar globos

Por último probamos encender fósforos.

Bueno es muy potente este laser de noche puedo ver el punto a distancias muy grandes.

En el caso que no tengan una grabadora para desarmar  y quieran comprar los componentes, el laser se puede comprar por ebay, cuesta alrededor de 10 dolares con el envío incluido, se llama LPC 836 abajo en la descripción se los dejo anotado

Espero les haya gustado, ya saben dar el me gusta y compartir es apoyar al canal. Si no se han suscrito la verdad no se que esperan…

Gente gracias por ver el video hasta la semana que viene dios mediante

 

Walk In The Park Full de Audionautix está autorizado la licencia Creative Commons Attribution (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)

Artista: http://audionautix.com/

 

Luminaria para microscopio con LED

Hola, siguiendo con las mejoras para el microscopio óptico, hoy vamos a ver como hacerle un sistema de iluminación LED de bajo consumo que en algunos casos de microscopios con iluminación a lámpara de tungsteno como este, o caso de microscopios con iluminación a espejo van a mejorar mucho.

 

Láser TEA (Nitrógeno) Reload

Continuando con los experimentos con alta tensión, hoy voy a construir un Laser TEA , este tipo de laser lleva este nombre por las siglas en ingles de descarga transversal eléctrica a presión atmosférica, este laser es de nitrógeno que es el gas mas abundante en el aire, hay un 78% de él y es muy simple de construir con la fuente de alta tensión que vimos en los videos anteriores y escasos materiales podemos realizar el proyecto.

Como siempre estos proyectos requieren algún entrenamiento en el trabajo con altas tensiones y no es recomendable que lo realicen personas que no tienen experiencia en el manejo de altos voltajes, niños y jóvenes abstenerse.

Para no entrar crudos al tema voy a tratar de explicar como se produce el laser

El laser es un dispositivo que utiliza un efecto de la mecánica cuántica, cuando a un átomo se le aplica energía sus electrones saltan a niveles mas alejados del núcleo quedando en un estado excitado, ese estado tiene mucha energía potencial y es muy inestable,

 

clip_image002

cuando esos electrones vuelven a sus niveles, la energía extra que tenían se libera en forma de luz, si a su vez esa luz encuentra en su camino átomos excitados produce una amplificación de esa luz que se libera cuando el electrón de ese átomo regresa a su estado normal, si la población de átomos excitados es mayor que la de átomos normales se produce el efecto laser produciéndose una luz muy característica, que tiene solo una frecuencia y esta acompasada, es decir en fase, por tanto la luz laser tiene esas dos características, ser de un color muy puro, una única longitud de onda y estar en fase, eso se lama luz coherente

 

clip_image004

 

 

 

clip_image005

El laser de Nitrógeno que vamos a producir con este dispositivo tiene una frecuencia de 337,1 nm, es una frecuencia de luz ultravioleta, invisible, sin embargo como sabemos si la aplicamos a una superficie flúor podremos verla.

espectro

Pasando a la construcción, necesitaremos un tablero de estas medidas, es fibrafácil de 9 mm,

CIMG1603

CIMG1604  Papel de aluminio pegado en una de las caras del tablero con cemento de contacto

papel aluminio de cocina, una carpeta de folios para sacar la tapa de acetato y un par de tornillos para hacer el spark gap,

CIMG1609

Hoja de acetato de una carpeta de folios

CIMG1605

El spark gap y las L de aluminio que van en contacto con los papeles de aluminio y los tornillos

CIMG1606

El spark gap encerrado en un trozo de acrílico para evitar un poco el ruido, los tornillos estan separados unos 3 mm

CIMG1607

La resistencia de 1Mega esta formada por 4 de 1 mega en paralelo y en serie que en total vuelven a dar 1 Mega para que disipen un poco mas de potencia, unos 4W va bien

 

CIMG1608

     Dos trozos de papel de aluminio de 6 x 22 cm

CIMG1610 Es conveniente pulir bien el aluminio de los perfiles

Estos son todos los materiales y necesitaremos además la fuente de alta tensión que he descrito acá

CIMG1239

La Fuente de alta tensión

El montaje es este:

CIMG1613 Sobre el aluminio que esta pegado al tablero va la hoja de acetato, excepto en la solapa donde esta el chispero o spark gap, sobre la hoja de acetato van dos trozos de aluminio de 6×22 cm separados unos 4 mm

CIMG1614

En esa línea que separa ambos trozos de aluminio van colocados los perfiles de aluminio, estos perfiles no deben estar al ras en la parte donde se producirá el arco, debe haber un ángulo para formar una especie de cámara de ionización

 

CIMG1500

Los perfiles deben formar un ángulo en la zona donde hacen contacto con los dos trozos de aluminio

CIMG1615

El dispositivo armado con un peso arriba para mejorar el contacto eléctrico 

Para asegurar un buen contacto eléctrico entre el papel aluminio y los perfiles se pone un plástico y sobre él algo pesado, en este caso un transformador. También pueden verse las resistencias, la de 100k hace contacto entre los dos trozos de aluminio y la de 1 Mohm va en contacto con el aluminio que cubre todo el tablero, que también hace contacto eléctrico con el tornillo del spark gap o chispero por medio de una L de aluminio. En ese punto va el negativo de la fuente de alta tensión.

El otro tornillo del chispero también hace contacto eléctrico con uno de los trozos de aluminio por otra L de aluminio, en ese punto va el positivo de la fuente.

Una vez que se pone en marcha se coloca frente a la ranura transversal un trozo de papel pintado con fluor para poder ver el laser

CIMG1616

Con la tinta del marcador puede teñirse un poco de agua para que se vea la trayectoria

Con una varilla aislante se van dando suaves golpes a los perfiles para que el arco se produzca a todo lo largo de la ranura, la distancia de separación es mas o menos 1.5 mm, es conveniente que del lado contrario a donde esta la pantalla esten un poco mas juntos para que allí se produzca la chispa mas intensa que de comienzo a la luz láser.

He hecho un video con todo esto y el funcionamiento, pueden verlo acá

Tengo una entrada en este mismo blog con un trabajo parecido pueden consultar acá

Construcción de un espectroscopio (muy fácil)

Si han visto la entrada “Un poderoso aliado del laboratorio: La cámara digital” reconocerán este experimento, una de las ideas que daba para el uso de la cámara era el análisis de espectros, he elaborado un vídeo para hacer mas gráfica esta sencilla manera de realizar el espectroscopio.

Como una imagen vale mas que mil palabras acá esta el trabajo, espero les guste.

Lámparas UV de onda corta de bajo costo

 

En el hilo de charla sobre los extremófilos en http://www.forosdeelectronica.com/ salió el tema de radiar a los bichos con luz ultravioleta y el buen  amigo Fogonazo tiró un dato muy importante, al menos para mi, sobre la recuperación de bulbos de cuarzo emisores de UV de onda corta.

CUIDADO, MUCHO CUIDADO CON ESTAS PRUEBAS

Si no lo saben, estos rayos son sumamente peligrosos y nocivos para la salud, capaces de hacer quemaduras importantes, ceguera y hasta cáncer de piel, por lo que se recomienda a quienes intenten hacer algo de esto extremen las medidas de seguridad.


Estos rayos se usan para desinfección de material blando como plástico por ejemplo, son bactericidas, también se los usa en acuarios para desinfectar el agua y como lámparas insecticidas, para producir ozono y en electrónica para los PCB. Otra particularidad muy interesante de ellos es el hacer fluorescer a minerales

Imágenes de http://www.mineralesyfosiles.com.ar/

A la luz del dia

Al UV corto

Como obtener los tubos:
Los tubos estos de cuarzo se pueden obtener de las antiguas luces blancas de alumbrado público, actualmente ya hay pocas puesto que se han sustituido por las de sodio (luz amarillo naranja) sin embargo son todavía frecuentes y se consiguen fácilmente.
Me he ido hasta la cooperativa eléctrica local y me me han regalado varias de ellas quemadas, tienen este aspecto:

Las superior e inferior son del tipo que buscamos, la central transparente es de sodio, la he puesto para que se distinga el tubo central que es diferente, para saber si son miramos por debajo de la cobertura blanca y vemos algo asi:

Se puede romper de un martillazo la cobertura y sacar el tubo, pero como soy el rey de los juntamugres lo corté con el diamante y el dremel

Y guardé el vidrio con el fósforo

Aquí puede verse el tubo de cuarzo a la izquierda y la cobertura

Bien ahora como alimentamos ese tubito, lo hice de varias formas, pero las mas recomendables son estas, si se va a usar para ver minerales o fluorescencia de distintos fósforos lo mas práctico es desarmar una lámpara de bajo consumo quemada (casi siempre se frita el tubo) y puentear los lugares donde va conectado cada tubo de bajo consumo y sacar de ahí dos terminales que van a sendos terminales del tubo de cuarzo.


De esta forma conseguimos que prenda perfectamente:
Esta imagen muestra el tubo encendido y polvo de la cobertura blanca que tenía la lámpara,
toma un hermoso color rosa, si sometemos a ese polvo a la luz de los led UV no se ve prácticamente nada
Acordarse que son nocivos los rayos no andar mirando la luz
Otra forma de obtener gran potencia de UV para los PCB o usar como germicida es alimentarla con un balastro, este me lo conseguí en el desguace

La he probado y enciende muy bien con un muy alto consumo, si no se dispone del balastro se puede usar una estufa a cuarzo y colocar en serie el tubo, o algún artefacto que consuma bastante, una plancha eléctrica etc.

Cristales líquidos

No pondré teoría, si la necesitan en la wikipedia esta muy bien

Hay algunas pruebas interesantes que se pueden realizar en el aula con muy poco material y que pueden resultar bastante atractivas.

Hay que conseguir alguna calculadora que ya no se use o un reloj o algún aparato que tenga un visor (display) del tipo LCD. Debe ser algo que ya no usemos porque vamos a desarmarlo y ya no volverá a funcionar.

Con cuidado se sacan los tornillos del aparato y los de la plaqueta con la electrónica, debajo de esta encontramos el display, generalmente estos están conectados eléctricamente a la plaqueta con una especie de goma, sacamos la goma o la cinta de contactos y dejamos solamente el visor que en definitiva es lo que usaremos en este trabajo.

clip_image002

Un viejo reloj de cocina para hacer huevos duros entregó su cuerpo a la ciencia…

clip_image004

El display ya separado

Para empezar es bueno realizar una inspección ocular del mismo

Vemos que son a simple vista dos placas de vidrio pegadas entre si y en la parte posterior una especie de plástico de color metalizado.

Antes de retirar el plástico este vamos a observar que los dos vidrios no tienen el mismo tamaño, hay uno mas grande que deja sobresalir una solapa, donde iba pegada la goma con los contactos, ponemos a la luz y variando el ángulo encontraremos en esa solapa una especie de terminales hechos en algo asi como un filigrana, es una tenue capa de oxido de indio que es conductora y tiene dibujado los números que no son otra cosa que electrodos, es transparente, bueno como vamos viendo no solo son los dos vidrios y el plástico reflector…

Ahora despegamos ese plástico con mucho cuidado

clip_image006

Se ha separado el plástico reflector de los vidrios

Como vemos el vidrio no es perfectamente claro, tiene un aspecto de lente para sol, en realidad se trata de dos vidrios polarizados uno polarizado horizontal y otro vertical, entre ambos vidrios se encuentra el cristal líquido.

Verificando la luz polarizada

Este par de vidrios es muy particular, para empezar harems la siguiente prueba, lo colocamos en forma horizontal sobre el plástico que despegamos y vemos como se ve el dispaly normal, ahora giramos 90º y ….

clip_image008

clip_image010

Negro, no se ve nada…. Igual podemos hacer la prueba tratando de ver algún otro display de un reloj en funcionamiento

clip_image012

Giramos y…

clip_image014

Porque no se ve en negativo????? Porque no veo los números?

Si el cristal líquido no estuviera deberíamos ver siempre negro, no debería pasar la luz, dado que los vidrios polarizados están uno horizontal y otro vertical, por tanto la luz que uno deja pasar el otro la ataja

Estos cristales líquidos están buenos para hacer ventanas, con un solo toque a un interruptor dejamos la casa oscura…

Otra experiencia interesante es la de calentar con una plancha el cristal, sabemos que los cristales líquidos son sensibles a los campos eléctricos y a la temperatura, de hecho hay muchos termómetros que están basados en cristales líquidos, por ejemplo este que sirve para la temperatura del baño del bebe (se consigue en cualquier farmacia)

clip_image016

Por último vamos a observar es cristal líquido que se encuentra entre ambos vidrios polarizados, para ello vamos a usar la plancha, si la de planchar camisas…

Por último un detalle de las partes de un LCD tomada de la wikipedia

clip_image002[1]

  1. Film de filtro vertical para polarizar la luz que entra.
  2. Sustrato de vidrio con electrodos de Óxido de Indio ITO Las formas de los electrodos determinan las formas negras que aparecen cuando la pantalla se enciende y apaga. Los cantos verticales de la superficie son suaves.
  3. Cristales liquidos “Twisted Nematic” (TN).
  4. Sustrato de vidrio con film electrodo común (ITO) con los cantos horizontales para alinearse con el filtro horizontal.
  5. Film de filtro horizontal para bloquear/permitir el paso de luz.
  6. Superficie reflectante para enviar devolver la luz al espectador. En un LCD retroiluminado, esta capa es reemplazada por una fuente luminosa.

Espectrofotómetro experimental

Agradecimientos: A Hector.ar, Angel, Goyo, Lasnicolates y Anilandro de científicos aficionados que en todo momento estuvieron colaborando.

Poquito de teoría

Que es un espectrofotómetro? Se trata de un aparato  óptico que permite hacer atravesar  una muestra traslúcida  por un as de luz monocromática, la que luego es detectada y cuantificada por un sensor y una electrónica adecuada, la frecuencia de la luz puede ser variada  ya que  dispone de una red de difracción. Esto permite conocer los espectros de absorción de líquidos coloreados y además se puede medir concentración de distintos metabolitos. De hecho estos instrumentos se usan a diario en química clínica para determinaciones de la concentración de distintos compuestos de la sangre (colesterol, glucosa etc) además la actividad de enzimas.

Los equipos comerciales pueden medir entre 340 nm hasta 750 nm.

El proyecto

El esquema básico de este espectrofotómetro experimental es este

Una fuente de luz blanca fuerte (foco  halógeno), un as de la luz del mismo pasa por un colimador 1 e impacta sobre la red de difracción (es un trozo de CD), la red descompone la luz , esa red puede ser movida de manera que el espectro pueda correrselo, y de esa forma discriminar las distintas longitudes de onda (los distintos colores del espectro) Detrás de un segundo colimador 2 esta el tubo que lleva la muestra y por último esta el sensor que esta asociado a la electrónica.

Como sensor usé en primera instancia una fotocelda, pero era muy poco sensible por lo que la cambié por un fototubo

A la izquierda el fototubo y a la derecha la fotocelda

Todo el sistema óptico esta encerrado en una caja negra.

Toda la caja que contendrá la parte óptica se realizó en fibrafacil y luego se la pintó con acrílico negro, los colimadores son hojas de afeitar enfrentadas con un paso de luz de mas o menos 1 mm. Toda esta estructura luego se recubre con cartulina negra.

La red de difracción es un trozo de CD montado en un viejo capacitor variable, esto permite que al mover el vástago se mueva la red. Es importante que el CD conserve el espejo de la parte posterior.

Esta es la caja terminada, tuve que variar un poco el formato para que el as de luz pasara bien perpendicular al lugar donde va la muestra, en el zócalo octal va alojado el fototubo. He visto estos tubos en ebay por unos 15 U$A.

En esta imagen se ve la lámpara, el recinto donde va el fototubo ya esta cerrado  y donde esta la cartulina despegada se ve el mando de la red de difracción, puede verse sobre la caja una cubeta de caras paralelas de 1 cm de paso de luz donde  va la muestra.

En este video puede verse como actúa el discriminador

La electrónica es obra de mi querido amigo Ángel consta de dos operacionales bien comunes

Las resistencias que varían la sensibilidad del primer operacional fueron suplantadas por una sola de 50M

Al fototubo hubo que ponerle el cátodo a potencial, unos 70v, para aumentar su sensibilidad, el resto es tal cual el circuito.

Para variar la sensibilidad usé una fuente variable para alimentar la lámpara halógena, según me comentaron y pude comprobar no es lo mejor, pues se corre el espectro al bajar la intensidad, conviene usar el propio control de sensibilidad del circuito R2.

Como instrumento, usé uno de ocasión de 38 uA al que hice la escala en transmitancia (lineal) y en absorbancia (logarítmica)

Las pruebas:

Para saber si puede medir de un modo confiable concentraciones tomé una solución de Cl2Co que es de un color rosa al 1%, como no sabía a como era su espectro de absorción con el analizador automático de mi laboratorio realicé la curva
Se hace así: con una muestra de la solución se toma la absorbancia a distintas longitudes de onda, siempre poniendo a cero con agua.
El resultado fué este

Como puede verse el pico de máxima absorción esta en los 505 nm (verde)
Luego para ver como se comportaba la solución hice una curva de concentración con este mismo equipo comercial
La longitud de onda elegida es de 505 nm y de la misma solución madre hice 4 diluciones y la solución madre, al 100, 80,60, 40 y 20%
El resultado de las lecturas dio esta curva perfectamente lineal (lo esperado)

Y por último me traje las soluciones a casa y tomé las lecturas en el espectrofotómetro casero, a ojo elegí la frecuencia, colocando un cartón en la pasada de luz que viene de la red de difracción busque el verde
Puse a 0 de absorbancia con agua destilada y tomé las 5 medidas

Estos son los tubitos con las diluciones

Como puede verse no es la perfección de recta, pero fue lo suficiente para dejarme conforme, obviamente no se puede usar en un laboratorio profesional, pero si en un laboratorio de aficionado.

Para mejorar: graduar la red de difracción con las longitudes de onda del espectro.

Hay bastante luz espúrea  que da sobre el fototubo, tal vez agregando otro colimador antes del sensor mejoraría ese aspecto

 

 

 

 

 

 

Diez pruebas con el banco óptico didáctico

 

  1. El experimento de Young

Este científico ingles realizó a principios del siglo XIX un interesante experimento que luego fue fundamental para las bases de la mecánica cuántica. También se lo llama de la doble rendija y explica el comportamiento ondulatorio de la luz ya que el mismo demuestra patrones de interferencia propia de los fenómenos de ondas.

clip_image001

La difracción es un fenómeno de ondas, es ese curvado de la onda que se produce cuando esta choca con un obstáculo, este fenómeno es la causa de las interferencias

Bien, para ver los patrones de interferencia con nuestro banco óptico utilizaremos como modulo de iluminación un láser, en este experimento vamos a prescindir de la lente convergente y del colimador, usaremos la red de difracción hecha con un trozo de cd que tiene 625 líneas por mm

El montaje es el siguiente:

clip_image003

clip_image005

Podemos ver otros ordenes de interferencia, el segundo y a veces el tercero sacando la pantalla del banco y proyectando sobre una pared blanca a 0,60-0,80 mts de distancia.

  1. Obtención de un espectro continuo

Todos hemos visto en algún momento el arco iris o los colores del mismo cuando la luz atraviesa algún cuerpo con forma de prisma. La luz blanca en realidad es una luz compuesta por siete colores distintos que son visibles cuando la luz entra en un medio distinto al aire y cambia su velocidad, se refracta. Nosotros usaremos el fenómeno de la difracción para ver este espectro

La fuente será una lámpara de linterna con filamento (no las de leds), acá deberemos agregar un concentrador del rayo que sale del colimador, es decir tendremos que agregar la lente convergente y el colimador

clip_image006

Todos estos experimentos requieren que el lugar donde hacemos las pruebas este oscuro

soprte 037 (Medium)

clip_image010

  1. Obtención de un espectro discontinuo

Cuando calentamos un elemento químico sus átomos absorben energía que es liberada al enfriarse emitiendo luz, si esa luz es procesada en un prisma o una red de difracción ya no obtenemos el espectro continuo como en el caso anterior sino uno que presenta líneas bien definidas, característica de cada elemento, algo así como un código de barras individual para cada elemento, esos espectros se llaman discontinuos o de lineas.

Para ver esta clase de espectros vienen muy bien las lámparas de bajo consumo y tubos fluorescentes donde hay gases ionizados.

El montaje será el mismo que usamos para los espectros continuos solo que vamos a cambiar el foco de linterna por una lámpara de bajo consumo, yo logré conseguir una bastante pequeña que puede introducirse en el tubo que forma el modulo de iluminación del banco

clip_image012

clip_image014

Un truco, para que las fotos muestren con mayor detalle las distintas líneas espectrales, conviene aumentar el tiempo de exposición en la cámara, si queremos hacer un trabajo mas meticuloso con los espectros obtenidos recomiendo la lectura del siguiente artículo de Alberto Villalobos, un compañero experto en espectroscopia que indica como analizar los espectros con programas de acceso libre

http://hombrosdegigantes.blogspot.com/2008/04/digitalizacin-y-anlisis-de-espectros.html

  1. Medición de la longitud de onda de una luz monocromática

A mi modo de ver esta es una de las mejores utilidades de este sencillo banco, podemos medir con bastante reproductibilidad longitudes de onda de un láser o de unos leds de colores, picos en espectros discontinuos etc. Para esto vamos a usar las reglas que están en el soporte y en la pantalla.

Usaremos el puntero láser, pero se pueden realizar como dije antes con otras fuentes monocromas. Armamos el banco como esta en la figura, con el láser sin la lente convergente y sin el colimador, se mide la distancia de la red de difracción a la pantalla, marcada como B en el dibujo, después se enciende el láser y se mide la distancia entre el orden principal (el punto del centro de la pantalla) y uno de los ordenes primarios, cualquiera el izquierdo o el derecho, si todo esta bien alineado ambas medidas deben ser iguales, en el dibujo esta marcado como A.

Con estos dos datos trabajaremos para encontrar el ángulo θ

clip_image016

El ángulo θ= Arctg A/B

Luego Sen θ = n λ / 1 / Nro de lineas red

Donde

A= Distancia en cm al primer orden de interferencia

B = Distancia en cm desde la pantalla a la red de difracción

n= numero de orden de la interferencia

λ = Longitud de onda en cm

Pongo un ejemplo práctico con medidas tomadas en el banco:

A= 7.2 cm

B= 15.0 cm

n= 1

Nro de lineas de la red= 625 (por norma los CD tienen ese numero de líneas por mm)

Bien θ= Arctg 7.2/15.0 = 25,64 °

Resultado:

λ= 0.000692 cm = 692 nm

Según el fabricante, el puntero tiene una frecuencia entre 630 y 680 nm, tomando la media 655, el resultado tiene una desviación en + de un

5 % que para la precariedad no me parece tan mal.

  1. Medición de la constante de una red de difracción desconocida

Con las mismas fórmulas usadas antes vamos a medir la cantidad de líneas de una red de difracción desconocida, la que usaré no es tan desconocida porque es un trozo de DVD, pero vale hacer el cálculo.

De la misma forma que antes con el láser sin colimador y sin lente concentradora, cambiamos la red de 625 l/mm por la desconocida y hacemos igual que antes, medimos A y B, veremos que hay que acercar bastante la red para ver los primeros órdenes, cuando ambos órdenes estén equidistantes del orden principal tomar la medida.

En mi caso las medidas fueron las siguientes:

A= 19,1 cm

B= 10,0 cm

Resultado:

Nro de líneas= Sen Ө/ λ= 1280 líneas/ mm

En la realidad los DVD tienen una separación entre líneas por norma de 0.74 um

Es decir unas 1351 líneas/mm que se parecen mucho al valor experimental que tiene en – alrededor del 5%

  1. Midiendo el grosor de un cabello

Medir objetos muy finos es un problema, sin embargo utilizando el rayo láser y los efectos de interferencia podemos hacerlo de una forma muy sencilla.

Para esta prueba solo utilizamos el puntero y el soporte para la red de difracción, en el colocaremos un trozo de cartón con una ventana en el que pegaremos con cinta scoch el cabello a medir, tenemos que sacar la pantalla y proyectar a una distancia de unos 2 metros sobre la pared, el láser debe impactar con el objeto y permanecer fijo, eso nos proyectara un patrón de interferencias sobre la pared como el de la foto

clip_image017

clip_image019

Para calcular el grosor del cabello usamos la siguiente fórmula:

D= 2 n λ A / B

D = medida del objeto

n = Numero de orden de la interferencia

λ = Longitud de onda del láser

A = distancia desde la pantalla hasta el objeto a medir

B = distancia entre los centros de los primeros órdenes de interferencia.

En la práctica he medido un cabello, obtuve los siguientes datos:

n = 1

λ = 0. 000692 cm (la medición experimental de mi puntero láser)

A = 182.5 cm

B = 4.5 cm

Resultado:

D= 0.056 cm

A pesar de que los datos que encontré por Internet indican que la media de un cabello humano es de 0, 1cm, para corroborar mi dato hice la comparación del mismo cabello con la cuadrícula de una cámara de Neubauer, (ventajas de ser bioquímico je je) este aparato se usaba y alguno por ahí lo ha de usar todavía, para contar glóbulos rojos y blancos, es una placa de vidrio que tiene dibujada una fina retícula , los cuadraditos de menor tamaño miden 0,05 cm por lado, así es que puse al microscopio el cabello sobre la retícula de la cámara de Neubauer y pude constatar que era apenas mas ancho que los cuadrados mas chicos. De paso, medí por el mismo sistema que medí el cabello, la separación de las líneas de la cámara cuentaglóbulos y me dio como resultado 0,052 cm, un muy estimulante dato.

He probado medir el grosor de una telaraña, pero no he podido con este método

clip_image021

Esta es la retícula de Neubauer y esta la cámara

clip_image023

  1. Filtros ópticos

Los filtros ópticos son materiales transparentes que tienen la propiedad de absorber ciertas longitudes de onda y dejar pasar libremente otras.

Esta prueba es interesante para ver que longitud de onda deja pasar cada filtro, midiéndola como hicimos en la prueba numero 4 con el dato del primer orden de interferencia.

Son muy conocidos los filtros de colores, en general atenúan todo el espectro menos la luz del color del filtro, hay otros filtros que atenúan todo el espectro como los que se usan en lentes para sol, se llaman filtros de densidad neutra.

Los filtros que usaremos son papeles de celofán de distintos colores, si queremos hacer un trabajo para mostrar podemos montar el celofán en un marco tipo diapositiva como el de las redes de difracción y agregar un nuevo carrito con otro soporte al banco, entre la red y la lente convergente.

Usando la luz blanca, veremos como aparece solo una banda de color en el espectro

Por el método usado en la prueba 4 podemos medir la longitud de onda λ, en este caso del celofán rojo el centro de la banda de interferencia tiene una longitud de onda de 633 nm que fue corroborada con un espectrofotómetro comercial (otra vez la ventaja de ser bioquímico)

clip_image025

Una interesante prueba se puede realizar viendo la capacidad de filtrar los rayos ultravioletas de los anteojos para sol, para ello usaremos como fuente de luz los diodos UV e interpondremos el cristal del anteojo. Hay lentes de sol de muy mala calidad para ver la atenuación debe ser uno de óptica, no esos chinos baratos que venden en la palya

  1. Figuras de interferencia muy llamativas

Con un poco de imaginación podemos obtener figuras de interferencia muy bonitas usando el puntero láser, es conocido que con los cd se forman figuras, agregaré un par de ellas con otros objetos.

Con dos cabellos cruzados por ejemplo:

clip_image027

Este patrón se forma con un tejido de trama muy fina, lo saque cuando abrí un tubo de rayos catódicos de una TV , esta inmediatamente pegado al vidrio que hace de pantalla

clip_image029

Retículo de Neubauer

clip_image031

  1. Viendo los rayos que no se ven

En la siguiente imagen tomada de la wiki podemos ver el espectro visible

clip_image033

Lo que el ojo humano ve, va desde los 400 a los 750nm, por debajo de los 400 se encuentra una radiación llamada ultravioleta UV y por encima de los 750 están los infrarrojos IR

Estos dos tipos de radiaciones no son visibles al ojo pero vamos a visualizaros usando unos trucos y de esa forma podremos calcular sus longitudes de onda.

Empezaremos por los UV, esta banda de radiación esta dividida en 3, UVA, UVB y UVC

UVA 400 – 320 nm

UVB 320 – 280 nm

UVC 280 – 200 nm

Tanto UVB como UVC requieren filtros especiales para poder limitar las radiaciones mas largas y son lámparas más caras y difíciles de conseguir, la más conocida es la luz negra de UVA que es con lo que trabajaremos.

Esta radiación tiene la particularidad que cuando impacta con determinados materiales refleja en rango de luz visible, dando una luminiscencia. En los boliches bailables se usa la luz negra y vemos que hay muchos materiales que son sensibles a ella. Usaremos para detectarlos una pantalla que no es más que un trozo de papel blanco de una hoja A4 al que pintaremos con un marcador flúor una banda, el propio papel blanco es sensible da fluorescencia azul y el flúor en este caso amarilla.

clip_image035

La fuente que usaremos serán los diodos leds de UV que he mostrado en detalle en la construcción del banco.

clip_image037

Como se puede ver en la fotografía son muy notables los órdenes de interferencia de hecho mucho más cerca del orden principal debido a que son de ondas mas cortas. Se puede calcular la longitud de onda, en mi caso dio como resultado el pico principal dentro del rango del visible en 423 nm.

Los infrarrojos

La fuente para estos rayos la podemos sacar de una grabadora de CD en desuso o rota, tienen unos led IR de hasta 200mw muy potentes, y muy peligrosos, hay que ser muy precavidos con este tipo de láser porque no se ve y puede quemarte un ojo en unos segundos. Para armar el láser con ese diodo es preciso hacer un sencillo montaje que podes encontrar aquí: http://www.felesmagus.com/pages/lasers-howto.html

Para “ver” estos rayos necesitaremos de una pantalla especial de cristal líquido sensible a la temperatura, venían unos termómetros para bebes de este material

clip_image039

Lamentablemente no puedo poner fotos de esto porque no dispongo de la pantalla pero el PFDC de http://www.cientificosaficionados.com ha hecho las pruebas y funciona, con un láser de suficiente potencia se podrán ver los primeros ordenes de interferencia y se podrá medir la longitud de onda del mismo

  1. Marche un proyector ya….

Con el mismo banco si quitamos el colimador, poniendo la luz blanca de linterna he interponiendo el soporte para la red entre la fuente de luz y la lente convergente tenemos armado el proyector, los montajes de los objetos que deseamos ver aumentados los ponemos en una especie de diapositiva hecha con acetato transparente pegados con cinta, luego se colocan en el soporte que antes usamos en las redes de difracción.

clip_image041

Montaje del dispositivo

clip_image043

Los objetos a ver

clip_image045

Es el tejido de trama muy fina que saqué de un TRC, el mismo que presentaba esa llamativa trama en la interferencia

clip_image047

Un led

clip_image049

Filamento de una lámpara

clip_image051

El ala de in insecto