CONSTRUCCION DE FOTÓMETRO
TALLER DE LABORATORIO DE FÍSICA
En este espacio se presentan instrumentos de observación y medición para poder llevarlos al aula o laboratorio y poder enriquecer las actividades.
CONSTRUCCIÓN DEL FOTÓMETRO DE FOUCAULT
Trabajo presentado con el fin de construir un fotómetro y diseñar actividades didácticas en relación con los temas de magnitud de las estrellas y principios de la fotometría.
- Propuesta y esquema del armado del aparato
Construcción: Se debe armar con la madera un cubo de 25 cm aprox. por cara, utilizando los clavos y la cola. Por una de las caras se agujerea un diámetro de 20 cm, de forma que quede en el centro, y por la cara opuesta a esta se realiza un corte para que atraviese un pedazo de cartón y quede en el interior del cubo lo mas al ras posible de todas las caras y en el medio. Este cartón debe deslizarse para adentro y para afuera, por lo tanto hay que ponerle un listón como carril. Solo se utiliza un par de portalámparas a cada lado del cartón pero estos deben quedar sueltos con el soporte para poder deslizarlos.
Con la cartulina se debe armar un cono de 25cm de altura y 20cm de diámetro en la base, y por el otro extremo de observación se debe cortar a 1cm de diámetro.
Luego se procede a pintar el interior del cubo con la pintura, menos la parte circular que va cubierta con el papel manteca y donde se acopla el cono.
- Desarrollo del armado
Empecé armando el cubo usando la medida de 25cm, prefiriendo que sean las dos caras laterales más gruesas que las otras cuatro restantes. Así al unirlas con los clavos me resulto más fácil, quedando el cubo más firme y liviano al trasladarlo.
Lo que más trabajo y tiempo produjo es hacer el agujero de 20cm de diámetro, ubicado en la cara frontal del cubo, y también hacer las ranuras de deslizamiento para la cara que va arriba, si se cuenta con una fresadora seria más sencillo y rapid. De esta manera logro quitar esta tapa y acomodar los focos durante la experiencia.
A continuación presento unas fotografías del proceso del armado e imagines del material bibliográfico usado:
- Datos históricos y definiciones
En primer lugar los fotómetros son aparatos para medir la intensidad de los focos o fuentes de luz. Alrededor del año1850 el físico francés León Foucault experimento con este tipo de fotómetro (fig.3), pero anteriormente se registran otros como el de Bouguer, el de Rumford y el fotómetro de Bunsen que es el mas conocido. Todos estos experimentos o las experimentaciones que se realizaban, eran relacionadas a resolver problemas astronómicos. Cerca del año 1950 estos aparatos alcanzaron mayor precisión y avance tecnológico, y el espectro de su utilización aumento con la ampliación de nuevas disciplinas tanto de la física y astronomía. Con el invento de la cámara fotográfica alrededor de 1820 junto con la fotografía se inicio la preocupación de la calidad y estética de la fotografía en cuanto a la incidencia de la luz, tanto artificial como natural.
Para introducirnos en la fotometría hay que hablar de temas como: óptica geométrica, intensidad de la luz, iluminación de superficie y las respectivas unidades. Es la parte de la óptica que trata de determinar la intensidad luminosa de los focos o fuentes de luz. Para la astronomía representa los flujos luminosos procedentes de los astros (fotometría estelar).
En principio se adopto o se usaba la unidad llamada violle, como la intensidad de la luz emitida normalmente por una superficie de un centímetro cuadrado de platino fundido a 1775° C, pero por practicidad se adopto la bujía decimal y se mantuvo por años como patrón de intensidad siendo el primer patrón fotométrico, que es la vigésima parte de la unidad antes mencionada. También es usada la candela con una definición más rigurosa y precisa que la anterior.
La iluminación de una superficie es tanto menor cuanta más está alejada del foco. Y se define como la iluminación de una superficie es directamente proporcional a la intensidad del foco e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia.
Se define como unidad al lux, lx. Que por definición de la iluminación se expresa: 1lx=1cd/m^2.
Bibliografía consultada:
- Gibelli J. Nicolás. Enciclopedia alfatematica: Hágalo usted mismo. pág.. 1081-1082. Ed. Cuántica Editora S.A. Argentina.
- Maiztegui-Sabato. Física II: Fotometría, pag.13-23. 2°ed. (1995). Ed. Kapelusz, Argentina.
- Magnetti-Torti. Física 4: Óptica, pág.11-21, 1°ed.(1985). Ed.Abril s.a., Bs. As.
- Martin G. Elementos de física: Fotometría, pág. 185-187, 1°ed. (1945). Ed. Politécnica, Bs. As.
- Sears W. Francis.(1966). Fundamentos De Física Óptica III: Fotometría. Cap. XIII, pág.. 325-350. Ed. Aguilar, ed. cuarta. Madrid.
- http://www.liceodigital.com/fisica/la_luz2.htm#FOTOMETRO
- Informe de la construcción
Continuando con la construcción tuve que cambiar el diseño programado, donde una de las caras del cubo la hice deslizable a través de un riel o surco. Así me pareció mejor, ya que en ella hago el agujero de 20cm de diámetro, pego el papel manteca y coloco el cono; con lo cual de esta manera al trasladar el aparato desmonto esa cara con el cono del cubo y por otro lado si se llegase a deteriorar o romper el cono o el papel manteca, resultaría más fácil y sencillo de reponer cualquiera de las dos piezas.
- Utilización del instrumento
Se conectan los focos y a distancia prudente y distinta. Uno de ellos debe ubicarse de forma fija y trasladar el otro comparando el brillo simultáneamente. Sabiendo la distancia de uno y las luminosidades se aplica la fórmula y calcular. La luminosidad de los mismos se observa por el orificio del cono en espacios oscuros.
La figura 3 muestra como se utilizaba el instrumento, sin el cono, en años anteriores.
fig. 1
fig. 2
fig. 3
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