Cómo hacer un interferómetro de Michelson en casa (video)

Este es el instrumento capaz de realizar las mediciones más finas para distancias y tiempos. El interferómetro de Michelson es un instrumento que todo aspirante a científico e ingeniero debe conocer. Por ello, en esta ocasión, presentamos otro video, en italiano, pero compresible.

Un haz de luz se divide en dos por medio una lámina delgada, los haces divididos inciden, respectivamente, en espejos; de modo que los haces regresan por su camino, pero al llegar de nuevo a la lamina se dirigen hacia una pantalla o un detector, donde se puede observar el patrón de interferencia.

Cuando los espejos están paralelos se observa un patrón de círculos concéntricos, cuando los espejos están ligeramente inclinados, uno respecto al otro, el patrón es de franjas. El patrón de interferencia puede muy fácilmente cambiar por pequeñísimas vibraciones, corrientes de aire, o variaciones en la distancia entre los espejos, es por ello que el instrumento puede medir con alta fineza.

Preguntas para pensar:

1) ¿Por qué es tan popular el interferómetro de Michelson entre los científicos?

2) ¿Se puede hacer una versión del interferómetro de Michelson con cualquier tipo de onda? Por ejemplo, sonido, ondas de agua, ondas de radio.

Cómo implementar un láser para matar mosquitos y evitar una epidemia: Video TED

Quemar en el aire a los insectos que causan enfermedades es una gran idea, poco convencional pero estamos en mundo donde necesitamos ideas radicales para mejorar la vida de muchos.

Por ejemplo, utilizar un láser para quemar a los mosquitos. Mira el video con los detalles de esta aplicación de láseres. Recuerda que puedes poner subtitulos en español al video, si es que te es más cómodo 

Efectivamente, muchas aplicaciones tecnológicas solo requieren un pequeño paso, tal vez la automatización de una tarea, tal vez añadir una interfaz más cómoda para el usuario, tal vez más velocidad.

¿Conoces otra aplicación similar donde una computadora dirija un rayo láser para quemar objetos?

Por cierto, esta entrada participa en el VII Carnaval de Tecnología albergado este mes en el blog Zemiorka.

Ley de Malus óptica y la fotoacústica.

Publicamos un artículo en Optics Express, puedes leerlo gratis, y te presentamos el resumen del artículo, con tono de divulgación general para que todos lo disfruten.

Primero la ley de Malus es una descripción de la intensidad de la luz polarizada linealmente cuando pasa a través de otro polarizador lineal (llamado analizador). Es una ley bien conocida y tiene aplicaciones para diseñar pantallas planas de cristal líquido, también en cine tridimensional.

La ley de Malus para materiales absorbentes se puede escribir como:donde


Aquí, I_A es la intensidad a la salida del polarizador analizador, I_M es la intensidad máxima que puede salir, I_m es la intensidad mínima registrada, el ángulo theta es el ángulo de incidencia. P también es llamado el contraste.

Ahora, bien, muchos materiales presentan estructura diferente cuando los ves en una dirección u otra. Por ejemplo, los resortes que forman una cama, de canto se ve diferente la distribución de los resortes, que cuando vez a los resortes desde arriba. En estos casos se puede emplear la transmisión de la luz para encontrar la estructura de los materiales. Sin embargo, muchos materiales no son transparentes (e.g. polímeros densos).

Una alternativa barata para encontrar las direcciones y simetrías de muchos materiales opacos es la fotoacústica, en particular la fotoacústica de láser pulsado. Esta técnica consiste en usar pulsos láser en una muestra absorbente, la luz calentará momentáneamente a las moléculas, ellas vibraran y causará una onda mecánica (sonido), la perturbación se puede detectar con un micrófono y después se puede analizar en una computadora.

Para demostrarlo empleamos un polarizador lineal convencional, el cual es ligeramente absorbente de la luz. Repetimos el experimento óptico de la ley de Malus (como experimento de control) y a la vez detectamos la señal fotoacústica. Encontramos una excelente correlación entre las dos señales, son complementarias y simétricas.

Esta experiencia puede servir para estudiar estructuras opacas o translucidas en otros materiales. Pero también, es una plataforma para estudiar la relación de los fotones y sus homólogos en las ondas mecánicas.


Referencia:

Torres-Zúñiga, V., Castañeda-Guzmán, R., Pérez-Ruiz, S., Morales-Saavedra, O., & Zepahua-Camacho, M. (2008). Optical absorption photoacoustic measurements for determination of molecular symmetries in a dichroic organic-film Optics Express, 16 (25) DOI: 10.1364/OE.16.020724

Cómo comenzar una fogata con un pedazo de hielo

En la historia de ficción “The Desert of Ice”, de Julio Verne, el capitán Hatteras y unos cuantos hombres son abandonados cerca del Ártico. Con todo, ellos cuentan con madera para hacer fuego, pero les faltan encendedores, cerillos u otros medios para comenzar el fuego. Por lo cual, toman un pedazo grande de hielo sin burbujas atrapadas en el interior, le dan forma cortándolo con un cuchillo y con la mano frotan el hielo, puliéndolo mientras se derrite. De modo que fabrican una lente convexa gruesa, enfocan los rayos del Sol en la madera y pueden encender el fuego. Asegurando la fuente de calor, los personajes evitan una dolorosa muerte fría :)

Por cierto, al parecer, la historia de Julio Verne está basada en las aventuras del explorador del Ártico William Scoresby, quien afirmaba que podía con una lente de hielo encender una pipa para fumar.

Efectivamente, si es posible usar el hielo para hacer lentes convexas, y emplearlas para encender un fuego. El siguiente video es una muestra de cómo se hace:

De hecho, las moléculas de agua al congelarse forman capas regulares, con lo cual el hielo es transparente. Más aún, cuando el proceso de enfriamiento en el agua es lento, se forman pocas burbujas dentro del hielo, por lo cual la transparencia y calidad de la lente se incrementa. Bien podrías usar una lente de hielo para tomar una fotografía a través de ella ;)

Pregunta para pensar.

¿Una lente cóncava de hielo puede iniciar una fogata?

Video: Juego Tetris de micro-esferas manipuladas con rayo láser

Es posible que la luz pueda mover objetos, como lo muestra este experimento de pinzas ópticas.  El rayo láser presenta un gradiente de energía, aunado a la diferencia de índice de refracción es posible que el haz de luz atraiga o repele materiales dieléctricos pequeños.



En el video se muestra la manipulación creativa de microesferas de vidrio, como lo comentamos en la entrada anterior Video: micro Tetris de pinzas ópticas

Con todo, aunque se expanda el rayo láser es poco, muy poco, factible que pueda mover objetos grandes (del orden de centímetros). Otro problema de esta aplicación óptica es que una mayor potencia del láser puede quemar a las muestras. Son los puntos que se estudian para mejorar más a la técnica.


Pregunta para pensar
Pensando en la relación energía y frecuencia de la luz, ¿Un láser ultravioleta podría atraer mejor los objetos que uno infrarrojo?