Análisis del espectro de difracción de la luz en una doble rendija con PixelProfile
Autor: Prof. Jorge Rodríguez Monteblanco
Subsistema: Formación docente
Lugar: Rivera
Introducción
Uno de los principales aspectos por los cuales es necesario introducir las TICs en nuestro quehacer docente está vinculado a la comprensión y el entendimiento de los fenómenos y sucesos por parte de los estudiantes. Tal es el caso de este experimento (Tornaría y Mariezcurrena 1984), que es un clásico en la enseñanza secundaria. Su análisis e interpretación son favorecidos por el uso de la cámara digital y de la computadora.
El dispositivo está conformado por un laser (rojo o verde), una doble rendija, una pantalla y una regla.
Desarrollo
1- Registro de la difracción en una doble rendija.
Armado el dispositivo se procede a registrar sobre la “hoja testigo” la posición del máximo central y de los máximos secundarios visibles. Hecho esto, se toma una fotografía de la hoja sobre la cual se proyecta la difracción y se la descarga en la PC.
2- Procesamiento de la imagen con PixelProfile
Ajustamos el tamaño de la imagen digital a 600 x 600 pixeles, considerando que la pantalla y la regla se visualicen correctamente.
Abrimos el programa PixelProfile, ingresamos las fotos, seleccionamos la línea de análisis, cuidando que pase por cada uno de los máximos visibles. Cambiamos la vista a Graph y localizamos los máximos para el color Rojo (marcando únicamente la casilla de verificación Red).
Si es necesario, para diferenciar correctamente el máximo principal del primer máximo secundario, marcar la casilla de verificación de intensidad (Intensity).
Línea de análisis (a). Perfil Rojo (b). Perfiles Rojo a Intensidad (c).
3- Exportando datos y Trabajando con Excel.
Realizada la identificación de los máximos, exportamos los datos (Data) a Excel y procedemos a analizarlos.
Ya en Excel, graficamos los perfiles Rojo e Intensidad en función de la posición en pixeles.
De la gráfica obtenemos las coordenadas de cada máximo, las cuales registramos en la tabla.
Con esos datos, más la información sobre la distancia del laser a la pantalla (L), la separación entre las rendijas (d) y el número del máximo secundario (n), s determina la longitud de onda del laser utilizado partir de la expresión.
El resultado obtenido se compara con el valor indicado por el fabricante del laser a fin de verificar la validez de la expresión de Young para la difracción en una doble rendija.
Finalizada esta etapa, se valida el procedimiento por comparación de los resultados obtenidos utilizando la nueva metodología con los de la metodología tradicional.
Evaluación del proyecto
Dos aspectos fueron determinantes durante todo el proceso: la facilidad procedimental de las actividades y la practicidad del software PixelProfile. Esto permitió destacar los aspectos metodológicos en la experimentación y la inclusión de tecnologías informáticas en el análisis de la información.
Los conocimientos ofimáticos e informáticos de los estudiantes involucrados se restringieron al ingreso de la información y al ajuste de las imágenes con Paint y/o con el Microsoft Office Picture Manager, de tal manera a focalizar la atención en el análisis de la información que proporcionó el PixelProfile.
de la constante de Rydberg, en los espectros de emisión y absorción atómicos El impacto de la propuesta generó, en los estudiantes, la iniciativa de aplicar las estrategias y el software utilizados en otra actividad, de carácter experimental, de mayor profundidad y complejidad conceptual: el estudio.
Además, se motivó a los estudiantes a pensar en la construcción de un objeto de aprendizaje sobre la difracción de la luz, utilizando el Software Exe-learning. El análisis del Software indicado, muestra la viabilidad de elaborar este objeto de aprendizaje. La puesta en marcha de su construcción se encuentra bastante avanzada, previéndose su finalización para la primera semana de octubre.
Recomendaciones a colegas
La única recomendación a tener en cuenta refiere a la calidad las fotografías, no respecto a la resolución de la Cámara (pues con 3 Mega pixeles es más que suficiente) sino sobre el ángulo de las tomas, pues un buen ángulo permitirá una mayor riqueza para el análisis en el PixelProfile.
Bibliografía
Tornaría E, R Mariezcurrena. 1984. Física en el Laboratorio (parte 4). IUDEP, Mdeo.
Halliday, Resnick y Krane. 1979. Física (parte II), Cia. Editorial Continental, S. A., México
Gil, E. Salvador. 2001. Física Re-Creativa. Prentice Hall. Bs As.
