La Luz y sus Interacciones en Contextos de Educación no Formal 2015 Año Internacional de la Luz

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(1)La Luz Y Sus Interacciones En Contextos De Educación No Formal: 2015 Año Internacional De La Luz.. LA LUZ Y SUS INTERACCIONES EN CONTEXTOS DE EDUCACION NO FORMAL: 2015 AÑO INTERNACIONAL DE LA LUZ.. ELIZABETH MONSALVE CAYCEDO. UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE CIENCIAS Y EDUCACIÓN PROYECTO CURRICULAR DE LICENCIATURA EN FÍSICA BOGOTÁ D.C, 2015 1.

(2) La Luz Y Sus Interacciones En Contextos De Educación No Formal: 2015 Año Internacional De La Luz.. LA LUZ Y SUS INTERACCIONES EN CONTEXTOS DE EDUCACION NO FORMAL: 2015 AÑO INTERNACIONAL DE LA LUZ.. ELIZABETH MONSALVE CAYCEDO CÓDIGO: 20081135033. PROYECTO DE TRABAJO DE GRADO PARA OPTAR POR EL TÍTULO DE LICENCIADA EN FÍSICA. DIRECTORES: SERGIO ORTEGA ESBRI PROFESIONAL EN FÍSICA, CORPORACIÓN MALOKA. FABIO OMAR ARCOS PROFESOR LICENCIATURA EN FÍSICA. UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE CIENCIAS Y EDUCACIÓN PROYECTO CURRICULAR DE LICENCIATURA EN FÍSICA BOGOTÁ D.C., 2015 2.

(3) La Luz Y Sus Interacciones En Contextos De Educación No Formal: 2015 Año Internacional De La Luz.. CONTENIDO. Introducción…………………………………………………………………………………….....6 Objetivo……………………………………………………………………………………………9 1. Caracterización Del Centro Interactivo De Ciencia Y Tecnología Maloka…………………...........................................................................................................9 1.1. Papel Del Centro Interactivo De Ciencia Y Tecnología Maloka En La Celebración Del Año Internacional De La Luz…………………………………………………………...10 2. Didáctica De Las Ciencias En Contextos De Educación No Formal……………………….11 2.1. Museología……………………………………………………………………………...11 2.1.1. Elementos De Estudio……………………………………………………………12 2.1.2. El Público………………………………………………………………………...12 2.1.3. La Planificación…………………………………………………………………..13 2.1.4. El Contenido……………………………………………………………………...13 2.2. Museos Científicos En Colombia……………………………………………………….13 2.2.1. Maloka Centro Interactivo, Bogotá Colombia…………………………………...14 2.2.2. Centro Interactivo Imagenia, Barranquilla Atlántico…………………………….14 2.2.3. Jardín Botánico De Medellín, Medellín Antioquia.............................................15 2.2.4. Casa De La Ciencia Y El Juego, Pasto Nariño…………………………………..16 2.2.5. Museo De Ciencias Forenses “José María Garavito Baraya”, Bogotá Cundinamarca ……………………………………………………………………...17 2.2.6. Museo De Ciencias Naturales De La Salle, Bogotá Cundinamarca…………….18 2.2.7. Parque Explora, Medellín Antioquia…………………………………………….19 2.2.8. Planetario De Bogotá, Bogotá Cundinamarca…………………………………...20 2.3. Modelo Constructivista………………………………………………………………….21 2.4. Método Montessori……………………………………………………………………...24 2.4.1. Principios Básicos De La Metodología Montessori……………………………...24 3. Celebración Del Año Internacional De La Luz En El Centro Interactivo De Ciencia Y Tecnología Maloka…………………………………………………………………………..26 3.1. Conceptos Físicos Claves……………………………………………………………….26 3.1.1. ¿Qué Es La Luz?..............................................................................................26 3.1.2. Refracción………………………………………………………………………..26 3.1.3. Propagación Y Difracción……………………………………………………….28 3.1.4. Interferencia……………………………………………………………………...29 3.1.5. Reflexión Y Dispersión…………………………………………………………..30 3.1.6. Polarización………………………………………………………………………32 3.1.7. Naturaleza De La Luz……………………………………………………………33 3.1.8. Espectro Electromagnético…………………………………………………….....35 3.2. Experiencia……………………………………………………………………………...36 3.2.1. ¡Figúrate¡…………………………………………………………………………38 3.2.2. ¡Luces, Cámara, Visión¡………………………………………………………….40 3.

(4) La Luz Y Sus Interacciones En Contextos De Educación No Formal: 2015 Año Internacional De La Luz.. 3.2.3. Detectives Estelares……………………………………………………………....42 3.2.4. ¡Qué Buena Fibra¡………………………………………………………………..44 4. Ciencia, Tecnología E Innovación: Un Aporte A La Formación Como Licenciada En Física…………………………………………………………………………………………45 5. Conclusiones…………………………………………………………………………………47 6. Bibliografía…………………………………………………………………………………..48 7. Anexos………………………………………………………………………………….............. 4.

(5) La Luz Y Sus Interacciones En Contextos De Educación No Formal: 2015 Año Internacional De La Luz.. TABLA DE IMÁGENES. -. Figura 1. Maloka Centro Interactivo, Bogotá Cundinamarca……………………………14 Figura 2. Sala Ciencia Divertida Del Centro Interactivo Imagenia, Barranquilla Atlántico………………………………………………………………………………….15 Figura 3. Fachada Jardín Botánico De Medellín, Medellín Antioquia…………………..16 Figura 4. Fachada Casa De La Ciencia Y El Juego, Pasto Nariño………………………17 Figura 5. Parte De La Exhibición Del Museo De Ciencias Forenses “José María Garavito”, Bogotá Cundinamarca………………………………………………………..18 Figura 6. Exhibición Permanente Del Museo De Ciencias Naturales De La Salle, Bogotá Cundinamarca……………………………………………………………………………19 Figura 7. Acuario Parque Explora, Medellín Antioquia…………………………………20 Figura 8. Planetario Distrital De Bogotá, Bogotá Cundinamarca………………………..21 Figura 9. Lápiz “Quebrado” Debido A La Refracción…………………………………..28 Figura 10. Difracción De La Luz………………………………………………………...29 Figura 11. A) Interferencia Destructiva De Dos Pulsos. B) Interferencia Constructiva De Dos Pulsos………………………………………………………………………………..30 Figura 12. Laser Reflectado Usando Un Semidisco De Lucita, Foto Tomada En El Laboratorio De Óptica De La Facultad De Ciencias De La UNAM…………………….31 Figura 13. Dispersión De La Luz En Un Prisma………………………………………...32 Figura 14. Polarización De La Luz………………………………………………………33 Figura 15. Onda Electromagnética. De Color Rojo Se Representa El Campo Magnético Y De Azul El Eléctrico……………………………………………………………………..34 Figura 16. Espectro Electromagnético…………………………………………………...36 Figura 17. Publico Interactuando Con El Modulo “La Isla De La Luz”………………...40 Figura 18. Construcción Cámara Estenopeica…………………………………………...40 Figura 19. Fotografía Tomada Con Una Cámara Estenopeica Profesional……………...42 Figura 20. Niños Participando De La Actividad “Detectives Estelares”………………...43 Figura 21. Demostración Experimental Del Funcionamiento De La Fibra Óptica……...45. 5.

(6) La Luz Y Sus Interacciones En Contextos De Educación No Formal: 2015 Año Internacional De La Luz.. INTRODUCCIÓN. De todos los fenómenos físicos, unos de los más importantes y apasionantes de la historia siempre han sido los relacionados con la luz. El estudio de la luz, denominado óptica, se remonta desde la Grecia clásica donde Demócrito y su escuela de atomistas consideraban la luz como un flujo de partículas que partían de los focos de luz. Aristóteles rechazó la idea, considerando la luz como algún tipo de interacción entre el ojo y el objeto visto. Sin embargo estas ideas no pueden considerarse propiamente científicas, puesto que no se apoyaban más que en el ingenio y la intuición del autor.. Aproximadamente en el año 1000 un árabe, Al-Hazen, estableció que la luz se dirige desde la fuente externa que la emite hasta los ojos tras ser reflejada por los objetos visibles. No fue hasta 600 años más tarde cuando se iniciaron de una manera sistemática los estudios sobre la luz. Durante el siglo XVII se descubrieron todas las leyes experimentales de la Óptica geométrica y de lo que ahora llamamos Óptica física. Para éste tiempo, se disponía ya de los conocimientos necesarios para formular una teoría sobre la naturaleza de la luz. Y se formularon dos: En 1678 Huygens elaboró la teoría ondulatoria de la luz según la cual la luz era una onda longitudinal que utiliza como soporte material una sustancia que denominó éter. La teoría ondulatoria explica fácilmente la reflexión. Para explicar la refracción supuso que la velocidad en el vidrio era menor que en el aire. En aquella época la comprobación de este dato era imposible. También pudo explicar la doble refracción cristales, con la aparición de una onda ordinaria y de otra extraordinaria debido a la existencia en el cristal de dos medios vibratorios.. Paralelamente Newton, elaboró la teoría corpuscular de la luz según la cual la luz era un chorro de partículas que se originaba en el foco de luz. Para la teoría corpuscular la reflexión no es más que el rebote de las partículas sobre un cuerpo. La refracción se debería a que la componente perpendicular a la superficie de separación de los medios, de la velocidad de la partícula es mayor en el medio que en el aire. Fue la teoría de Newton la que se impuso gracias a. 6.

(7) La Luz Y Sus Interacciones En Contextos De Educación No Formal: 2015 Año Internacional De La Luz.. ser la más completa y por el prestigio del autor. Hasta comienzos del siglo XIX fue unánimemente aceptada. En 1800 Malus, científico francés, dio nombre a la luz polarizada.. Posteriormente, Thomas Young, científico inglés, resucitó la teoría ondulatoria y consiguió explicar las interferencias producidas por dos focos luminosos, demostrando que luz más luz puede dar oscuridad. Demostró que los anillos de Newton no son más que el resultado de interferencias en láminas convergentes. Midió la longitud de onda de diversos colores. Sin embargo al no dar una adecuada forma matemática a sus descubrimientos estos tuvieron poco eco.. En 1814 Fresnel, ingeniero francés, partiendo del principio de Huygens, de que "cada elemento de la superficie de una onda puede actuar como fuente de ondas secundarias", confirmó las interferencias de Young y construyó una base conceptual y matemática para la Óptica física. La teoría de Fresnel explicó la doble refracción, la luz polarizada, la polarización circular, la elíptica y todas las predicciones que se derivaban de ella se veían confirmadas por la experiencia. Hacia 1850 la teoría ondulatoria era ya universalmente aceptada y un experimento le dio el triunfo definitivo: Foucault midió en su laboratorio la velocidad de la luz y confirmó la predicción de Huygens; la velocidad de la luz en el agua es 3/4 de su velocidad en el aire.. En 1887 Hertz descubrió la existencia de un campo electromagnético, como había predicho Maxwell. En ese mismo año Michelson y Morley descubrieron que la Tierra no se desplazaba respecto al éter; por lo que no debería existir. En 1893 Hertz midió la velocidad de propagación de un campo electromagnético y resultó ser la misma que la de la luz. Era un fenómeno que nada tenía que ver con las leyes de Newton. En este punto de la historia la Física entendía tres realidades: la materia, a la que se le aplicaban las leyes de la mecánica de Newton; las radiaciones, con las leyes del electromagnetismo de Maxwell y la energía, con las leyes de la termodinámica.. 7.

(8) La Luz Y Sus Interacciones En Contextos De Educación No Formal: 2015 Año Internacional De La Luz.. Se creía así mismo que la Física estaba acabada, que los pocos fenómenos que aún no tenían explicación se les encontraría alguna en poco tiempo. Las explicaciones que se dan a tres de estos fenómenos van a revolucionar la Física. Uno de estos fenómenos los descubrió Hertz se trata del efecto fotoeléctrico, otro se conoce como efecto Compton en recuerdo a su descubridor y el último es la formación de pares.. La importancia de estos efectos tanto por sí mismos, como por su influencia en la concepción de la luz, justifica su estudio y por tanto su enseñanza. Aprovechando el escenario de educación no formal que representa el Centro Interactivo de Ciencia y Tecnología Maloka, era preciso contribuir a la formación del público visitante sobre dichos fenómenos y propiciar espacios para desarrollar la capacidad de asombro, interés, curiosidad y sobre todo generar sed de conocimiento mediante actividades encaminadas a mostrar la importancia de éstos en nuestra sociedad actual; lo anterior bajo el marco del Año Internacional de la Luz.. 8.

(9) La Luz Y Sus Interacciones En Contextos De Educación No Formal: 2015 Año Internacional De La Luz.. OBJETIVO. 1. Fomentar el interés, la curiosidad y la capacidad de asombro a los visitantes del Centro Interactivo de Ciencia y Tecnología Maloka, en la ciencia mediante actividades orientadas al Año Internacional de la Luz y la importancia de ésta en nuestra sociedad. 2. Contribuir al enriquecimiento de las explicaciones a través de actividades de formación para los guías del Centro Interactivo de Ciencia y Tecnología Maloka, la comprensión de la luz y cómo sus tecnologías relacionadas afectan la vida cotidiana y son esenciales para el futuro.. 1. CARACTERIZACIÓN DEL CENTRO INTERACTIVO DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA MALOKA. El Centro Interactivo de Ciencia y Tecnología Maloka, es un programa de cobertura nacional e internacional con carácter cultural, educativo, científico, tecnológico, recreativo y turístico que tiene como fin la construcción de una sociedad basada en el aprendizaje, el conocimiento y la innovación, a través del diseño de distintas estrategias como la ciencia, la tecnología y la innovación. El Centro Interactivo de Ciencia y Tecnología Maloka está ubicado en el barrio Ciudad Salitre en la Carrera 68 D N° 24 A- 51 de Bogotá- Colombia y abrió sus puertas el 6 de Agosto de 1998. Su nombre proviene de la "Maloca", el lugar sagrado para diferentes tribus indígenas de Perú, Colombia, Bolivia y Ecuador como el sitio para adquirir la sabiduría del universo.. El proyecto se realizó y ejecutó con la iniciativa de la Asociación Colombiana para el Avance de la Ciencia ACAC, el apoyo de Colciencias, el Instituto Distrital de Cultura y Turismo. 9.

(10) La Luz Y Sus Interacciones En Contextos De Educación No Formal: 2015 Año Internacional De La Luz.. IDTC, la organización Ardila Lülle, y la contribución de distintos aliados de los sectores público y privado. Maloka es concebida como un programa de cobertura nacional con proyección internacional, que aporta significativamente a la consolidación de: iniciativas de apropiación social de la ciencia, la tecnología y la innovación, procesos de educación democratizada para la vida; principios y valores ciudadanos; encuentros de saberes y culturas, un compromiso social con Colombia y la región.. 1.1 PAPEL DEL CENTRO INTERACTIVO DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA MALOKA EN LA CELEBRACIÓN DEL AÑO INTERNACIONAL DE LA LUZ. La Asamblea General de las Naciones Unidas proclamó en su LXVIII sesión el año 2015 como Año Internacional de la Luz y de las Tecnologías basadas en la Luz. Mediante dicha decisión la ONU reconoce la importancia que la Luz y las Tecnologías basadas en la Luz tienen en la vida de los ciudadanos del mundo, en el desarrollo de la sociedad y en los retos a los que se enfrenta la humanidad. La luz juega un papel fundamental en nuestra vida cotidiana. Ha revolucionado, entre otros aspectos, la medicina o la manera de fabricar productos y ha posibilitado el desarrollo de Internet.. Durante siglos, la luz y sus aplicaciones han constituido un elemento de unión que trasciende todas las fronteras, no solo las geográficas sino también las de naturaleza cultural, de género o edad. La luz constituye, así mismo, un tema enormemente atractivo a la hora de motivar diferentes aspectos educacionales, tales como educación no formal, formal y universitaria. En este sentido, el aumento de la conciencia mundial sobre la difusión y enseñanza de la ciencia, en particular la relativa a la luz y sus tecnologías, es esencial para abordar retos como el desarrollo sostenible y la mejora de la calidad de vida, debido a su impacto directo en áreas como la energía, la agricultura, la salud o la educación.. 10.

(11) La Luz Y Sus Interacciones En Contextos De Educación No Formal: 2015 Año Internacional De La Luz.. La participación de Maloka se enfoca en el estudio de la luz y su interacción con la materia y los seres vivos en áreas como la Óptica Fisiológica, el Procesado de Imágenes, la Interacción Láser-Materia, las Comunicaciones Ópticas, la luz como fuente de vida, fenómenos de dispersión de la luz o Luminiscencia. Por este motivo, en el Centro Interactivo de Ciencia y Tecnología Maloka se han organizado diferentes actividades como Conferencias, Talleres y Actividades de divulgación para Colegios y público en general que permitan contribuir a alcanzar objetivos como: mejorar la comprensión pública de cómo la luz y sus tecnologías relacionadas afectan a la vida cotidiana y son esenciales para el futuro desarrollo de la humanidad, desarrollar la capacidad educativa mediante actividades orientadas a la difusión de la cultura científica entre los jóvenes, promover la importancia de la tecnología de iluminación en el desarrollo sostenible y en la mejora de la calidad de vida en los países en vías de desarrollo, dar a conocer la profunda relación que existe entre la luz, el arte y la cultura, así como fortalecer el papel de las tecnologías ópticas en la preservación del patrimonio cultural y difundir la importancia de la luz y sus tecnologías en la Sociedad.. 2. DIDÁCTICA DE LAS CIENCIAS EN CONTEXTOS DE EDUCACIÓN NO FORMAL. 2.1 MUSEOLOGÍA. La museología es la ciencia que trata de los museos, su historia, su influencia en la sociedad, las técnicas de conservación y catalogación. Los primeros museos, llamados "Gabinetes de Curiosidades", surgidos a fines del siglo XV o durante el XVI en la Edad Media, eran amontonamientos de objetos desconectados entre sí, sin clasificar o indicar, que llenaban todo el espacio, provocando un exceso visual que, prácticamente, no traía aparejada información.. El concepto de museo, definido por Guillermo Budé en su Lexicon-Graeco-Latinum de 1554, como "un lugar dedicado a las musas y al estudio, donde se ocupa de cada uno de las. 11.

(12) La Luz Y Sus Interacciones En Contextos De Educación No Formal: 2015 Año Internacional De La Luz.. nobles disciplinas". A lo largo del siglo XX, las técnicas de exposición fueron incorporando los avances de la comunicación, hasta hoy, en que los museos pueden considerarse multimediáticos.. La manipulación de objetos pasó a ser prácticamente una condición esencial de muchos museos, así como la inclusión de tecnología que fue durante un tiempo exclusiva de parques de diversión (dinosaurios para cabalgar, trenes para recorrer réplicas de minas, etc.). Esto, sin duda, genera polémica, pues no son todos los museólogos que aceptan la inclusión de elementos considerados "de cultura de masa" para llevar al público el resultado de investigaciones científicas, pero la cantidad de visitas a los museos que han aceptado la incorporación de las nuevas tecnologías demuestra que este es el camino para conciliar el saber (antes considerado) "erudito" con las nuevas formas de comprender.. 2.1.1 ELEMENTOS DE ESTUDIO. La museología estudia y analiza los diferentes elementos que forman parte de la realidad museística. Inicialmente, el primer factor que justificaba y daba sentido a los museos era la propia colección, que la institución se ocupaba de conservar y mostrar. Con el tiempo, el concepto de museo-contenedor, se fue ampliando por el de servicio cultural público, y otros elementos fueron incorporándose a los componentes esenciales del museo. Estos se pueden resumir en: el público, la planificación, el continente y el contenido (León, Aurora 1978).. 2.1.2 EL PÚBLICO. Uno de los objetivos de todo museo es mostrar su colección y llegar al máximo de personas posibles, independientemente de su origen o nivel cultural. Durante el siglo XVIII y XIX el principal público de los museos era gente de la aristocracia y de la burguesía. Con el tiempo el grupo de gente se amplió a estudiosos, intelectuales e historiadores. No fue hasta la. 12.

(13) La Luz Y Sus Interacciones En Contextos De Educación No Formal: 2015 Año Internacional De La Luz.. segunda mitad del siglo XX, con la llegada de la cultura de masas, que los museos se convirtieron en centros totalmente abiertos a la sociedad. A principios del siglo XXI, con la llegada de las nuevas tecnologías y las redes sociales, los museos se han abierto a su público, tomando presencia en plataformas como Twitter o Facebook.. 2.1.3 LA PLANIFICACIÓN. Como toda organización, el museo debe tener unos objetivos claros y bien definidos. Estos objetivos a menudo vienen marcados por la política cultural de su área geográfica de influencia y por las intenciones del propio equipo gestor del museo. La museología investiga sobre todos los temas relacionados con la planificación del museo, como son la adquisición y conservación de obras de arte, la disposición física de las obras, la difusión educativa de la colección o el análisis de la relación público-museo, entre muchos otros aspectos (Ministerio de Cultura, 2008).. 2.1.4 EL CONTENIDO. Normalmente la exposición permanente de un museo es sólo una pequeña muestra de sus fondos. Esta muestra es a menudo una selección de las mejores piezas de la colección o de las más representativas. El discurso museológico queda plasmado en la exposición, mostrando la ideología el concepto y el ámbito de estudio del propio museo. Las piezas, no sólo tienen que valerse por sí mismas sino que deben tener un sentido en el contexto de la exposición, deben mantener cierta relación con el resto del material expuesto. También deben estar contextualizadas con el mundo exterior.. 2.2 MUSEOS CIENTÍFICOS EN COLOMBIA. 13.

(14) La Luz Y Sus Interacciones En Contextos De Educación No Formal: 2015 Año Internacional De La Luz.. 2.2.1 MALOKA CENTRO INTERACTIVO, BOGOTÁ CUNDINAMARCA. Es un escenario para vivir experiencias de aprendizaje y diversión en sus salas interactivas, espacios de experimentación, Cine Domo, Teatro 3D y la plazoleta de acceso libre. El público participa además en la Agenda Científica gratuita y en varias redes de intercambio de conocimiento. Las personas encuentran con Maloka oportunidades de desarrollo de su talento e intereses para construir proyectos de vida con altas dosis de autoestima, libertad y creatividad. Para ello, genera experiencias en cuatro líneas: Escenarios Interactivos, Enseñanza-Aprendizaje, Investigación e Innovación Pedagógica y Comunicación y Participación.. Figura 1. Maloka Centro Interactivo, Bogotá Cundinamarca. Recuperado de: http://www.bogotaturismo.com/visita-maloka-en-bogota/. 2.2.2 CENTRO INTERACTIVO IMAGENIA, BARRANQUILLA ATLANTICO. Mediante la exploración e interacción el visitante aprende de manera divertida temas relacionados con el clima, las tecnologías de información y comunicación y otros fenómenos de la naturaleza presentes en nuestra vida diaria. Los montajes interactivos, personajes y escenografía hacen de Imagenia el lugar propicio para el aprendizaje tanto de público familiar como escolar.. 14.

(15) La Luz Y Sus Interacciones En Contextos De Educación No Formal: 2015 Año Internacional De La Luz.. Imagenia cuenta con cuatro salas temáticas: Biodiversidad y Clima (una sala compuesta por escenografía y módulos interactivos que simulan fenómenos como la formación de un tornado, el efecto invernadero, las corrientes de aire en el planeta, entre otros. permitiendo al visitante comprender la dinámica del clima en el planeta Tierra y sus manifestaciones a escala local), Tecnologías (contiene módulos que permiten a los visitantes hablar y enviar correos electrónicos entre sí, combinar colores para formar imágenes; todo ello mientras se aprende que son las microondas y las ondas de radio, cómo funcionan las telecomunicaciones y cómo se interpretan las señales), Ejercita tu cerebro (es un espacio que permite al visitante experimentar cómo el cerebro interpreta la información que percibimos a través de los sentidos. Rompecabezas, ilusiones ópticas, retos matemáticos, entre otros son algunas de las actividades que forman parte de éste escenario) y Ciencia Divertida (diversidad de fenómenos presentes en la naturaleza son expuestos mediante la integración de módulos y escenografía permitiéndole al visitante sumergirse en un mundo que muestra que la electricidad y el magnetismo, las corrientes de aire, la burbujas gigantes, el movimiento de los péndulos y las ondas están presentes en muchas actividades de nuestra vida diaria).. Figura 2. Sala Ciencia Divertida del Centro Interactivo Imagenia, Barranquilla Atlántico. Recuperado de: https://www.combarranquilla.co/public_html/_files/imagenia.pdf. 2.2.3 JARDÍN BOTÁNICO DE MEDELLÍN, MEDELLÍN ANTIOQUIA. En el corazón de la ciudad, un rincón verde que reúne especies de la flora colombiana, dando énfasis a los ecosistemas de la región en la cual es halla, y busca educar para una relación de respeto entre la gente y el medio ambiente. Además de la colección viva, distribuida por más de 13 hectáreas, tiene un herbario (que exhibe ejemplares secos) y biblioteca. Atrae, así, a 15.

(16) La Luz Y Sus Interacciones En Contextos De Educación No Formal: 2015 Año Internacional De La Luz.. visitantes de todas las edades, habitantes de Medellín y turistas. Para una visita más detallada, se puede optar por el paseo guiado, que lleva a los participantes a descubrir características de los seres vivos y otros elementos que componen el mundo natural y su relación con las plantas. También hay visitas guiadas temáticas, que abordan, por ejemplo, ecología, plantas medicinales, etnobotánica, ornitología y fauna silvestre, entre otros.. Figura 3. Fachada Jardín Botánico de Medellín, Medellín Antioquia. Recuperado de: http://www.botanicomedellin.org/. 2.2.4 CASA DE LA CIENCIA Y EL JUEGO, PASTO NARIÑO. Es un proyecto pedagógico y de comunicación, cuyo propósito fundamental es promover, divulgar y recrear el aprendizaje de la ciencia y la tecnología como saberes básicos para desempeñarse con éxito en el presente siglo. Es un catalizador de inquietudes, es un generador de imágenes positivas frente a la ciencia y la tecnología. Este lugar estimula la imaginación, la creatividad y promueve el enriquecimiento de los diferentes puntos de vista. Todo esto en un ambiente de libertad, calidad y calidez humana.. La Casa de la Ciencia y el Juego es una institución cultural con carácter permanente, abierta al público, sin fines lucrativos, donde se exponen montajes que recrean diferentes conceptos de física, biología, tecnología y temas ambientales. Este centro interactivo busca 16.

(17) La Luz Y Sus Interacciones En Contextos De Educación No Formal: 2015 Año Internacional De La Luz.. acercar a toda clase de público al conocimiento de las ciencias y las técnicas. Trabaja por la divulgación de la ciencia a través de exhibiciones interactivas y programas educativos de apoyo a la educación formal. Busca ser un espacio para la realización de eventos culturales de ciencia y tecnología que acerque a niños, niñas y jóvenes a un contexto científico reciente y promueve la actualización de profesores de las diversas áreas de la ciencia.. Figura 4. Fachada Casa de la Ciencia y el Juego, Pasto Nariño. Recuperado de: http://www.cienciayjuego.com/jhome/index.php/corro-de-los-chasquis/438-dengo. 2.2.5 MUSEO DE CIENCIAS FORENSES “JOSÉ MARÍA GARAVITO BARAYA”, BOGOTÁ CUNDINAMARCA. El Museo de Criminalística y Ciencias Forenses (MCF) José María Garavito hace parte del Sistema de Patrimonio cultural y Museos de la Universidad Nacional de Colombia (SPM). En este contexto, el Museo fomenta los dos principales objetivos: estandarización y accesibilidad de los patrimonios culturales, científicos y artísticos que salvaguarda la Universidad.. El MCF, se cimienta en los objetivos misionales de preservar la memoria y el patrimonio cultural del País, siendo espacio de conocimiento, ocio, aprendizaje y reflexión. En este orden, el MCF es un medio para el conocimiento y reconocimiento de la tradición, trayectoria y aporte de la labor académica y científica de la Universidad Nacional. El MCF es una institución patrimonial adscrita a la Facultad de Derecho, Ciencias Políticas y Sociales de la UN al servicio de la sociedad y su desarrollo, busca emplear estrategias comprensibles para el público. 17.

(18) La Luz Y Sus Interacciones En Contextos De Educación No Formal: 2015 Año Internacional De La Luz.. facilitando la accesibilidad al mismo. Es escenario de difusión del legado y la memoria del Prof. José María Garavito Baraya y el patrimonio científico de las Ciencias Forenses en Colombia.. Figura 5. Parte de la exhibición del Museo de Ciencias Forenses "José María Garavito", Bogotá Cundinamarca. Recuperado de: http://agenciadenoticias.unal.edu.co/detalle/article/coleccionesunicas-de-musica-ciencias-forenses-y-medicina-en-la-un.html. 2.2.6. MUSEO. DE. CIENCIAS. NATURALES. DE. LA. SALLE,. BOGOTÁ. CUNDINAMARCA. Astronomía, biología e historia se mezclan en este espacio, dedicado a los caminos de las ciencias naturales en Colombia. El museo conserva, documenta e investiga sobre los elementos relacionados a la memoria e identidad del Instituto Tecnológico Metropolitano (ITM). La institución, que recibe a cerca de 15 mil visitantes al año, desea servir de laboratorio y de espacio de formación para la difusión, la educación y el aprendizaje de la ciencia, del arte y de la tecnología a través de su acervo, con foco en el respeto a la diversidad cultural y biológica, a la dignidad humana y al medio ambiente.. 18.

(19) La Luz Y Sus Interacciones En Contextos De Educación No Formal: 2015 Año Internacional De La Luz.. Figura 6. Exhibición permanente del Museo de Ciencias Naturales de La Salle, Bogotá Cundinamarca. Recuperado de: https://sites.google.com/site/whitestonegalleryfranco/itm-artesvisuales. 2.2.7 PARQUE EXPLORA, MEDELLÍN ANTIOQUIA. El Parque Explora-Acuario-Planetario es un centro interactivo para la apropiación y la divulgación de la ciencia y la tecnología con 22 mil metros cuadrados de área interna y 15 mil de plazas públicas. Más de 300 experiencias interactivas, un auditorio para proyecciones en 3D, un estudio de televisión, una Sala Infantil, espacios de experimentación para todos y una sala de exposiciones temporales, lo convierten en el mayor proyecto de difusión y promoción científica y tecnológica que Medellín ofrece a su población local y a los visitantes, para exaltar la creatividad y brindar la oportunidad de experimentar, de aprender divirtiéndose y de construir un conocimiento que posibilite el desarrollo, el bienestar y la dignidad.. Comprometido con el respeto y la protección de la vida, en su más cautivante expresión: la diversidad, el parque recrea en su Acuario dos ecosistemas en riesgo: el bosque húmedo tropical y los arrecifes de coral. Rebasando el nivel exhibitorio, el Acuario es un escenario para la creación de un nuevo pensamiento; 4 mil individuos de 400 especies, habitan las 14 peceras de agua dulce y las 9 de mar, recordándonos que no estamos solos.. 19.

(20) La Luz Y Sus Interacciones En Contextos De Educación No Formal: 2015 Año Internacional De La Luz.. Tener, además, un énfasis en agua dulce le confiere especiales atributos, en un país donde los ríos de Colombia son unos profundos desconocidos. Explora subraya con este escenario, su papel movilizador y creador de una opinión pública informada y deliberante.. Figura 7. Acuario Parque Explora, Medellín Antioquia. Recuperado de: http://www.viztaz.com.co/gantigua/picture.php?/2279. 2.2.8 PLANETARIO DE BOGOTA, BOGOTÁ CUNDINAMARCA. De sus salas hacen parte 35 módulos interactivos y audiovisuales. Hay también una terraza de observación, un auditorio y una sala de múltiples usos. En la Astroteca, los visitantes pueden consultar un centro de documentación, y los niños pequeños tienen un espacio reservado para ellos. El planetario realiza talleres, charlas, actividades online, capacitación de docentes y programas de ciencia y arte. Fuera de su sede, ofrece sesiones especiales en un planetario móvil.. 20.

(21) La Luz Y Sus Interacciones En Contextos De Educación No Formal: 2015 Año Internacional De La Luz.. Figura 8. Planetario Distrital de Bogotá, Bogotá Cundinamarca. Recuperado de: http://www.bogotaturismo.gov.co/planetario-de-bogota. 2.3 MODELO CONSTRUCTIVISTA. El modelo del constructivismo o perspectiva radical concibe la enseñanza como una actividad crítica y al docente como un profesional autónomo que investiga reflexionando sobre su práctica; éste modelo pedagógico difiere de los demás ya que percibe al error como un indicador y analizador de los procesos intelectuales; para el constructivismo aprender es arriesgarse a errar (ir de un lado a otro), muchos de los errores cometidos en situaciones didácticas deben considerarse como momentos creativos.. Para el constructivismo la enseñanza no es una simple transmisión de conocimientos, es en cambio la organización de métodos de apoyo que permitan a los alumnos construir su propio saber. No aprendemos sólo registrando en nuestro cerebro, aprendemos construyendo nuestra propia estructura cognitiva. Es por tanto necesario entender que esta teoría está fundamentada primordialmente por tres autores: Lev Vygotski, Jean Piaget y David P. Ausubel, quienes realizaron investigaciones en el campo de la adquisición de conocimientos del niño.. 21.

(22) La Luz Y Sus Interacciones En Contextos De Educación No Formal: 2015 Año Internacional De La Luz.. El constructivismo, en su dimensión pedagógica, concibe el aprendizaje como resultado de un proceso de construcción personal-colectiva de los nuevos conocimientos, actitudes y vida, a partir de los ya existentes y en cooperación con los compañeros y el facilitador. En ese sentido se opone al aprendizaje receptivo o pasivo que considera a la persona y los grupos como pizarras en blanco o bóvedas, donde la principal función de la enseñanza es vaciar o depositar conocimientos. A esta manera de entender el aprendizaje, se suma todo un conjunto de propuestas que han contribuido a la formulación de una metodología constructivista. Entre dichas propuestas vale la pena mencionar:. 1. La teoría del aprendizaje significativo: El aprendizaje tiene que ser lo más significativo posible; es decir, que la persona-colectivo que aprende tiene que atribuir un sentido, significado o importancia relevante a los contenidos nuevos, y esto ocurre únicamente cuando los contenidos y conceptos de vida, objetos de aprendizaje puedan relacionarse con los contenidos previos del grupo educando, están adaptados a su etapa de desarrollo y en su proceso de enseñanza-aprendizaje son adecuados a las estrategias, ritmos o estilos de la persona o colectivo. 2. Aprendizaje por descubrimiento: No hay forma única de resolver los problemas. Antes de plantear a los participantes soluciones, los facilitadores deben explorar con ellos diferentes maneras de enfrentar el mismo problema; pues no es pertinente enseñar cosas acabadas, sino los métodos para descubrirlas. 3. Las zonas de desarrollo: Un nuevo aprendizaje debe suponer cierto esfuerzo para que realmente implique un cambio de una zona de desarrollo real, a una zona de desarrollo próximo, pero no con un esfuerzo tan grande (por falta de conocimientos previos, por ejemplo) que el nuevo contenido quede situado fuera de la zona a la que tiene acceso potencialmente la persona o el grupo. 4. El aprendizaje centrado en la persona-colectivo: La persona-colectivo interviene en el proceso de aprendizaje con todas sus capacidades, emociones, habilidades, sentimientos y motivaciones; por lo tanto, los contenidos del proceso pedagógico no deben limitarse sólo al aprendizaje de hechos y conceptos (contenido conceptual), sino que es necesario atender en la misma medida a los procedimientos (contenido procedimental), las. 22.

(23) La Luz Y Sus Interacciones En Contextos De Educación No Formal: 2015 Año Internacional De La Luz.. actitudes, los valores y las normas (contenido actitudinal), si se quiere una adaptación activa de la persona o grupos a nuevas situaciones sociales. Así mismo, hay que considerar sus propios estilos, ritmos y estrategias de aprendizaje. 5. Aprender imitando modelos: Este enfoque resulta especialmente importante para la enseñanza aprendizaje de contenidos actitudinales, lo cual es una debilidad en la mayoría de propuestas. De acuerdo con ella, la persona-colectivo desarrolla una llamada capacidad vicaria, la cual le permite el aprendizaje por observación, mediante la imitación, por lo general inconsciente, de las conductas y actitudes de personas que se convierten en modelos, cuyos patrones de comportamiento son aprendidos en un proceso de aprendizaje de tres fases: atención, retención y reproducción. Con relación a ello, lo más importante es que con la práctica las personas-colectivos aprendan los contenidos guías, las generalizaciones más que ejemplos específicos. 6. La metodología activa: Un método es activo cuando genera en la persona-colectivo una acción que resulta de su propio interés, necesidad o curiosidad. El facilitador es en ese sentido, quien debe propiciar dicho interés planificando situaciones de aprendizaje estimulantes, sin descuidar que los métodos son el medio y no el fin. “La metodología activa se debe entender como la manera de enseñar que facilita la implicación y la motivación”. 7. La teoría de las inteligencias múltiples: En nuestro ser habitan siete diferentes inteligencias que nos permiten abordar el mundo de manera diversa, y en toda persona algunas de ellas están más o menos desarrolladas que otras; por lo tanto, la enseñanza también debería adaptarse a esa realidad. Estas inteligencias son: Lingüística, lógicomatemática, visual-espacial, musical, kinestésico-corporal y las inteligencias personales (intrapersonal e interpersonal). En el marco de las inteligencias personales, también se plantea una llamada inteligencia emocional, que es la capacidad de sentir, entender y manejar eficazmente las emociones, como fuente de energía y de información para el desarrollo personal y el aprendizaje.. 2.4 MÉTODO MONTESSORI. 23.

(24) La Luz Y Sus Interacciones En Contextos De Educación No Formal: 2015 Año Internacional De La Luz.. Según María Montessori, los niños absorben como “esponjas” todas las informaciones que requieren y necesitan para su actuación en la vida diaria. El niño aprende a hablar, escribir y leer de la misma manera que lo hace al gatear, caminar, correr, etc., es decir, de forma espontánea. La Dra. Montessori no estaba de acuerdo con las técnicas rígidas y, frecuentemente, crueles que se utilizaban en Europa. Basó sus ideas en el respeto hacia el niño y en su capacidad de aprender, partía por no moldear a los niños como reproducciones de los padres y profesores. El educador ejerce una figura de guía, que potencia o propone desafíos, cambios y/o novedades. El ambiente Montessori no incita a la competencia entre compañeros, en cambio, se respeta y valora el logro de cada alumno en su momento y ritmo oportuno.. 2.4.1 PRINCIPIOS BÁSICOS DE LA METODOLOGÍA MONTESSORI. 1. La mente absorbente de los niños: La mente de los niños posee una capacidad maravillosa y única: la capacidad de adquirir conocimientos absorbiendo con su vida síquica. Lo aprenden todo inconscientemente, pasando poco a poco del inconsciente a la conciencia, avanzando por un sendero en que todo es alegría. Se les compara con una esponja, con la diferencia que la esponja tiene una capacidad de absorción limitada, la mente del niño es infinita. El saber entra en su cabeza por el simple hecho de vivir. Se comprende así que el primer período del desarrollo humano es el más importante. Es la etapa de la vida en la cual hay más necesidad de una ayuda, una ayuda que se hace no porque se le considere un ser insignificante y débil, sino porque está dotado de grandes energías creativas, de naturaleza tan frágil que exigen, para no ser menguadas y heridas, una defensa amorosa e inteligente. 2. Los períodos sensibles: Los períodos sensibles son períodos en los cuales los niños pueden adquirir una habilidad con mucha facilidad. Se trata de sensibilidades especiales que permiten a los niños ponerse en relación con el mundo externo de un modo excepcionalmente intenso, son pasajeras y se limitan a la adquisición de un determinado carácter. 3. El ambiente preparado: Se refiere a un ambiente que se ha organizado cuidadosamente para el niño, diseñado para fomentar su auto-aprendizaje y crecimiento. En él se 24.

(25) La Luz Y Sus Interacciones En Contextos De Educación No Formal: 2015 Año Internacional De La Luz.. desarrollan los aspectos sociales, emocionales e intelectuales y responden a la necesidades de orden y seguridad. Las características de este Ambiente Preparado le permiten al niño desarrollarse sin la asistencia y supervisión constante de un adulto. 4. El Rol del Adulto: El rol del adulto en la Filosofía Montessori es guiar al niño y darle a conocer el ambiente en forma respetuosa y cariñosa. Ser un observador consciente y estar en continuo aprendizaje y desarrollo personal. El verdadero educador está al servicio del educando y, por lo tanto, debe cultivar la humildad, para caminar junto al niño, aprender de él y juntos formar comunidad. 5. Rol del Maestro en el Método Montessori: Lo más destacado es que no impone lecciones a nadie, su labor se basa en guiar y ayudar a cada niño de acuerdo a sus necesidades, y no podrá intervenir hasta que ellos lo requieran, para dirigir su actividad psíquica. María Montessori llama a la maestra, directora, que ha de estar preparada internamente (espiritualmente), y externamente (metodológicamente). Ha de organizar el ambiente en forma indirecta para ayudar a los niños a desarrollar una "mente estructurada".. Los niños esta llenos de posibilidades, pero quienes se encargan de. mostrar el camino que permita su desarrollo es el "director, directora", que ha de creer en la capacidad de cada niño respetando los distintos ritmos de desarrollo. Esto permite integrar en un mismo grupo a niños deficientes con el resto, y a estos con los que tienen un nivel superior. La idea de Montessori es que al niño hay que trasmitirle el sentimiento de ser capaz de actuar sin depender constantemente del adulto, para que con el tiempo sean curiosos y creativos, y aprendan a pensar por sí mismos.. Basados principalmente en éstos Modelos pedagógicos, el Centro Interactivo de Ciencia y Tecnología Maloka, abre sus puertas al público en general brindándole la oportunidad de volver a ser niños y revivir la capacidad de asombro, curiosidad y sobre todo fomentar el interés por fenómenos de la vida cotidiana que muchas veces son pasados por alto pero que tras de sí albergan un mundo lleno de conocimiento. En Maloka, los visitantes pueden interactuar con cada uno de los módulos experimentando por sí mismos y con ayuda del mediador (guía de salas) encaminar sus preguntas a la construcción de un aprendizaje significativo que le va a permitir. 25.

(26) La Luz Y Sus Interacciones En Contextos De Educación No Formal: 2015 Año Internacional De La Luz.. por medio de la divulgación enriquecer el conocimiento tanto personal como de sus pares, contribuyendo al crecimiento de una sociedad innovadora e incluyente.. 3. CELEBRACIÓN DEL AÑO INTERNACIONAL DE LA LUZ EN EL CENTRO INTERACTIVO DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA MALOKA. 3.1 CONCEPTOS FÍSICOS CLAVES. 3.1.1 ¿QUÉ ES LA LUZ?. La luz se define como una onda electromagnética que está compuesta por diminutas partículas llamadas fotones (los fotones son partículas fundamentales, indivisibles, sin masa ni carga que componen la luz, los fotones son como pequeñas bolitas que vibran y se comportan como una onda cuando se mueven y como una partícula cuando interacciona con algún cuerpo, siendo por tanto onda y corpúsculo al mismo tiempo) y que nos permite visualizar todo lo que nos rodea aportando color y sentido a la vista.. 3.1.2 REFRACCIÓN. La refracción se produce cuando la luz pasa de un medio de propagación a otro con una densidad óptica diferente, sufriendo un cambio de rapidez y un cambio de dirección si no incide perpendicularmente en la superficie. Esta desviación en la dirección de propagación se explica por medio de la ley de Snell (Snell van Royen, 1621). Esta ley, así como la refracción en medios no homogéneos, son consecuencia del principio de Fermat, que indica que la luz se propaga entre dos puntos siguiendo la trayectoria de recorrido óptico de menor tiempo.. 26.

(27) La Luz Y Sus Interacciones En Contextos De Educación No Formal: 2015 Año Internacional De La Luz.. Por otro lado, la velocidad de la penetración de la luz en un medio distinto del vacío está en relación con la longitud de la onda y, cuando un haz de luz blanca pasa de un medio a otro, cada color sufre una ligera desviación. Este fenómeno es conocido como dispersión de la luz. Por ejemplo, al llegar a un medio más denso, las ondas más cortas pierden velocidad sobre las largas (p. ej., cuando la luz blanca atraviesa un prisma). Las longitudes de onda corta son hasta cuatro veces más dispersadas que las largas lo cual explica que el cielo se vea azulado, ya que para esa gama de colores el índice de refracción es mayor y se dispersa más.. En la refracción se cumplen las leyes deducidas por Huygens que rigen todo el movimiento ondulatorio: 1. El rayo incidente, el reflejado y el refractado se encuentran en el mismo plano. 2. Los ángulos de incidencia y reflexión son iguales, entendiendo por tales los que forman respectivamente el rayo incidente y el reflejado con la perpendicular (llamada Normal) a la superficie de separación trazada en el punto de incidencia.. La velocidad de la luz depende del medio por el que viaje, por lo que es más lento cuanto más denso sea el material y viceversa. Por ello, cuando la luz pasa de un medio menos denso (aire) a otro más denso (cristal), el rayo de luz es refractado acercándose a la normal y por tanto, el ángulo de refracción será más pequeño que el ángulo de incidencia. Del mismo modo, si el rayo de luz pasa de un medio más denso a uno menos denso, será refractado alejándose de la normal y, por tanto, el ángulo de incidencia será menor que el de refracción. Así podemos decir que la refracción es el cambio de dirección de la propagación que experimenta la luz al pasar de un medio a otro.. Un ejemplo de este fenómeno se ve cuando se sumerge un lápiz en un vaso con agua: el lápiz parece quebrado. Aunque el fenómeno de la refracción se observa frecuentemente en ondas electromagnéticas como la luz, el concepto es aplicable a cualquier tipo de onda.. 27.

(28) La Luz Y Sus Interacciones En Contextos De Educación No Formal: 2015 Año Internacional De La Luz.. Figura 9. Lápiz "quebrado" debido a la refracción. Recuperado de: http://www.ctys.com.ar/multimedia/imagen/3169_refraccion-desarrollo.jpg. 3.1.3 PROPAGACIÓN Y DIFRACCIÓN. Una de las propiedades de la luz más evidentes a simple vista es que se propaga en línea recta. Lo podemos ver, por ejemplo, en la propagación de un rayo de luz a través de ambientes polvorientos o de atmósferas saturadas. La óptica geométrica parte de esta premisa para predecir la posición de la luz, en un determinado momento, a lo largo de su transmisión.. De la propagación de la luz y su encuentro con objetos surgen las sombras. Si se interpone un cuerpo opaco en el camino de la luz y a continuación una pantalla, se obtendrá sobre ella la sombra del cuerpo. Sin embargo, la luz no siempre se propaga en línea recta. Cuando la luz atraviesa un obstáculo puntiagudo o una abertura estrecha, el rayo se curva ligeramente. Este fenómeno, denominado difracción, es el responsable de que al mirar a través de un agujero muy pequeño todo se vea distorsionado o de que los telescopios y microscopios tengan un número de aumentos máximo.. La difracción puede ser entendida a nivel fenomenológico usando el principio de Huygens, según el cual un frente de onda se puede visualizar como una sucesión de emisores puntuales, que reemiten la onda al oscilar en respuesta a ella y contribuyen así a su propagación 28.

(29) La Luz Y Sus Interacciones En Contextos De Educación No Formal: 2015 Año Internacional De La Luz.. (Huygens, 1860). Aunque cada oscilador individual genera una onda esférica, la interferencia de todas ellas da lugar a una onda plana que viaja en la misma dirección que la onda inicial. Cuando el frente de onda encuentra un obstáculo los emisores correspondientes al extremo del frente de onda obstruido no tienen otros emisores que interfieran con las ondas que ellos generan, y estas se aproximan a ondas esféricas o cilíndricas. Como consecuencia, al adoptar el frente de onda una forma redondeada en donde fue recortado, la dirección de propagación de la onda cambia, girando hacia el obstáculo.. Figura 10. Difracción de la Luz. Recuperado de: http://personales.upv.es/jogomez/fai/tema03.html. 3.1.4 INTERFERENCIA. La interferencia es un fenómeno relativo a todas las ondas, no solo a las ondas electromagnéticas como la luz, las ondas mecánicas también interfieren, de modo que es una situación general inherente a la naturaleza ondulatoria. Cuando dos o más ondas armónicas se superponen, ellas interfieren. La interferencia de las ondas luminosas se basa en que los campos eléctrico y magnético de ambas ondas son magnitudes vectoriales y por lo tanto se pueden sumar. La onda electromagnética resultante es una onda con nuevos valores de los dos campos.. 29.

(30) La Luz Y Sus Interacciones En Contextos De Educación No Formal: 2015 Año Internacional De La Luz.. Para que las ondas luminosas procedentes de dos fuentes produzcan un patrón de interferencia observable debe haber una relación definida entre las respectivas longitudes de onda y sus fases, en las fuentes que las generan, es decir, las ondas deben ser coherentes. Lo que dicho de otra forma, las ondas luminosas deben tener exactamente la misma longitud de onda y una diferencia de fase constante.. 1. Interferencia Constructiva: Hace referencia a una superposición de dos o más ondas de frecuencia iguales, que al interferir crean un nuevo patrón de ondas de mayor intensidad (amplitud) cuya cúspide es el antinodo; tras este punto, vuelven a ser las mismas ondas de antes. 2. Interferencia Destructiva: Hace referencia a una superposición de dos o más ondas de frecuencia idéntica o similar que, al interferirse crean un nuevo patrón de ondas de menor intensidad (amplitud) en un punto llamado nodo. Tras dicho punto, las ondas siguen siendo como eran antes de interferirse, aunque esta vez alejándose del nodo. En el caso más extremo, dos ondas de igual frecuencia y amplitud en contrafase (desfasadas 180º), que se interfieren, se anulan totalmente por un instante. De igual manera, vuelven a ser las mismas después de traspasar el nodo, aunque esta vez alejándose del mismo.. Figura 11. a) Interferencia destructiva de dos pulsos. b) Interferencia constructiva de dos pulsos. Recuperado de: http://rabfis15.uco.es/lvct/tutorial/21/Superposici%F3n%20e%20Interferencia.html. 3.1.5 REFLEXIÓN Y DISPERCIÓN 30.

(31) La Luz Y Sus Interacciones En Contextos De Educación No Formal: 2015 Año Internacional De La Luz.. Al incidir la luz en un cuerpo, la materia de la que está constituido retiene unos instantes su energía y a continuación la reemite en todas las direcciones. Este fenómeno es denominado reflexión. Sin embargo, en superficies ópticamente lisas, debido a interferencias destructivas, la mayor parte de la radiación se pierde, excepto la que se propaga con el mismo ángulo que incidió. Ejemplos simples de este efecto son los espejos.. La luz también se refleja por medio del fenómeno denominado reflexión interna total, que se produce cuando un rayo de luz, intenta salir de un medio en que su velocidad es más lenta a otro más rápido, con un determinado ángulo. Se produce una refracción de tal modo que no es capaz de atravesar la superficie entre ambos medios reflejándose completamente. En el vacío, la velocidad es la misma para todas las longitudes de onda del espectro visible, pero cuando atraviesa sustancias materiales la velocidad se reduce y varía para cada una de las distintas longitudes de onda del espectro, este efecto se denomina dispersión. Gracias a este fenómeno podemos ver los colores del arcoíris.. Figura 12. Láser reflectado usando un semidisco de lucita, Foto tomada en el laboratorio de óptica de la facultad de ciencias de la unam. Recuperado de: https://es.wikipedia.org/wiki/Reflexi%C3%B3n_(f%C3%ADsica). 31.

(32) La Luz Y Sus Interacciones En Contextos De Educación No Formal: 2015 Año Internacional De La Luz.. Figura 13. Dispersión de la luz en un prisma. Recuperado de: http://www.bonsaiadvanced.com/analisis-espectral/. 3.1.6 POLARIZACIÓN.. La polarización electromagnética es un fenómeno que puede producirse en las ondas electromagnéticas, como la luz, por el cual el campo eléctrico oscila sólo en un plano determinado, denominado plano de polarización. Este plano puede definirse por dos vectores, uno de ellos paralelo a la dirección de propagación de la onda y otro perpendicular a esa misma dirección el cual indica la dirección del campo eléctrico. Las ondas longitudinales, como las ondas sonoras, no pueden ser polarizadas porque su oscilación se produce en la misma dirección que su propagación.. Los átomos de una fuente de luz ordinaria emiten pulsos de radiación de duración muy corta. Cada pulso procedente de un único átomo es un tren de ondas prácticamente monocromático (con una única longitud de onda). El vector eléctrico correspondiente a esa onda no gira en torno a la dirección de propagación de la onda, sino que mantiene el mismo ángulo, respecto a dicha dirección. El ángulo inicial puede tener cualquier valor. Cuando hay un número elevado de átomos emitiendo luz, los ángulos están distribuidos de forma aleatoria, las propiedades del haz de luz son las mismas en todas direcciones, y se dice que la luz no está polarizada. Si los vectores eléctricos de todas las ondas tienen el mismo ángulo acimutal (lo que 32.

(33) La Luz Y Sus Interacciones En Contextos De Educación No Formal: 2015 Año Internacional De La Luz.. significa que todas las ondas transversales están en el mismo plano), se dice que la luz está polarizada en un plano, o polarizada linealmente.. Figura 14. Polarización de la luz. Recuperado de: http://www.fisicanet.com.ar/fisica/ondas/ap11_luz.php. 3.1.7 NATURALEZA DE LA LUZ. La luz presenta una naturaleza compleja: depende de cómo la observemos se manifestará como una onda o como una partícula. Estos dos estados no se excluyen, sino que son complementarios:. 1. Teoría Ondulatoria: Esta teoría, desarrollada por Christiaan Huygens, considera que la luz es una onda electromagnética, consistente en un campo eléctrico que varía en el tiempo generando a su vez un campo magnético y viceversa, ya que los campos eléctricos variables generan campos magnéticos (ley de Ampère) y los campos magnéticos variables generan campos eléctricos (ley de Faraday). De esta forma, la onda se auto propaga indefinidamente a través del espacio, con campos magnéticos y eléctricos generándose continuamente. Estas ondas electromagnéticas son sinusoidales, con los. 33.

(34) La Luz Y Sus Interacciones En Contextos De Educación No Formal: 2015 Año Internacional De La Luz.. campos eléctrico y magnético perpendiculares entre sí y respecto a la dirección de propagación.. Figura 15. Onda electromagnética. De color rojo se representa el campo magnético y de azul el eléctrico. Recuperado de: http://www.investigacionyciencia.es/blogs/fisica-yquimica/10/posts/descubrimiento-de-las-ondas-de-radio-la-confirmacin-de-la-teoraelectromagntica-10186. 2. Teoría Corpuscular: La teoría corpuscular estudia la luz como si se tratase de una corriente de partículas sin carga y sin masa llamadas fotones, capaces de transportar todas las formas de radiación electromagnética. Esta interpretación resurgió debido a que, la luz, en sus interacciones con la materia, intercambia energía solo en cantidades discretas (múltiplos de un valor mínimo) de energía denominadas cuantos. Este hecho es difícil de combinar con la idea de que la energía de la luz se emita en forma de ondas, pero es fácilmente visualizado en términos de corpúsculos de luz o fotones. Existen tres efectos que demuestran el carácter corpuscular de la luz.. Según el orden histórico, el primer efecto que no se pudo explicar por la concepción ondulatoria de la luz fue la radiación del cuerpo negro. Un cuerpo negro es un radiador teóricamente perfecto que absorbe toda la luz que incide en él y por eso, cuando se calienta se convierte en un emisor ideal de radiación térmica, que permite estudiar con claridad el proceso de intercambio de energía entre radiación y materia. Para poder explicarlo, Max Planck, al comienzo del siglo XX, postuló que para ser descrita correctamente, se tenía que asumir que la. 34.

(35) La Luz Y Sus Interacciones En Contextos De Educación No Formal: 2015 Año Internacional De La Luz.. luz de frecuencia ν es absorbida por múltiplos enteros de un cuanto de energía igual a hν, donde h es una constante física universal llamada Constante de Planck (E=hv).. En 1905, Albert Einstein utilizó la teoría cuántica recién desarrollada por Planck para explicar otro fenómeno no comprendido por la física clásica: el efecto fotoeléctrico. Este efecto consiste en que cuando un rayo monocromático de radiación electromagnética ilumina la superficie de un sólido (y, a veces, la de un líquido), se desprenden electrones en un fenómeno conocido como fotoemisión o efecto fotoeléctrico externo. Estos electrones poseen una energía cinética que puede ser medida electrónicamente con un colector con carga negativa conectado a la superficie emisora. No se podía entender que la emisión de los llamados "fotoelectrones" fuese inmediata e independiente de la intensidad del rayo. Eran incluso capaces de salir despedidos con intensidades extremadamente bajas, lo que excluía la posibilidad de que la superficie acumulase de alguna forma la energía suficiente para disparar los electrones. Además, el número de electrones era proporcional a la intensidad del rayo incidente. Einstein demostró que el efecto fotoeléctrico podía ser explicado asumiendo que la luz incidente estaba formada de fotones de energía hν, parte de esta energía hν0 se utilizaba para romper las fuerzas que unían el electrón con la materia, el resto de la energía aparecía como la energía cinética de los electrones emitidos. La demostración final fue aportada por Arthur Compton que observó cómo al hacer incidir rayos X sobre elementos ligeros, estos se dispersaban con menor energía y además se desprendían electrones (fenómeno posteriormente denominado en su honor como efecto Compton). Compton, ayudándose de las teorías anteriores, le dio una explicación satisfactoria al problema tratando la luz como partículas que chocan elásticamente con los electrones como dos bolas de billar. El fotón, corpúsculo de luz, golpea al electrón: el electrón sale disparado con una parte de la energía del fotón y el fotón refleja su menor energía en su frecuencia. Las direcciones relativas en las que salen despedidos ambos están de acuerdo con los cálculos que utilizan la conservación de la energía y el momento.. 3.1.8 ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO. 35.

(36) La Luz Y Sus Interacciones En Contextos De Educación No Formal: 2015 Año Internacional De La Luz.. El espectro electromagnético está constituido por todos los posibles niveles de energía que la luz puede tener. Hablar de energía es equivalente a hablar de longitud de onda; así, el espectro electromagnético abarca también todas las longitudes de onda que la luz pueda tener, desde miles de kilómetros hasta femtómetros. Ese es el motivo de que la mayor parte de las representaciones esquemáticas del espectro suelan tener escala logarítmica. El espectro electromagnético se divide en regiones espectrales, clasificadas según los métodos necesarios para generar y detectar los diversos tipos de radiación. Por eso estas regiones no tienen unos límites definidos y existen algunos solapamientos entre ellas.. Figura 16. Espectro electromagnético. Recuperado de: https://es.wikipedia.org/wiki/Espectro_electromagn%C3%A9tico. 3.2 EXPERIENCIA. La experiencia en el Centro Interactivo de Ciencia y Tecnología Maloka, principalmente se fundamentó en el acompañamiento a los guías de sala del Centro Interactivo durante el cual se les brindó apoyo, capacitación en temas referentes a la física principalmente a los fenómenos de la luz, interacción con el público visitante, diseño e implementación de actividades enmarcadas en la Celebración del Año Internacional de la Luz, entre otros.. A través de las actividades diseñadas, se instruyó a los guías de sala sobre la implementación de las mismas y los conceptos físicos involucrados dando así la oportunidad de 36.