2015: el año de la luz

Después de un máximo en 2014, expertos de la NASA vaticinan que la actividad solar descenderá en 2015. Por otra parte, el 20 de marzo de este año gran parte del Viejo Mundo tendrá la oportunidad de disfrutar de un hermoso espectáculo de oscuridad: un eclipse solarque será total únicamente para los habitantes de las islas nórdicas Feroe y Svalbard, pero que barrerá toda Europa, el norte de África y el cuadrante noroeste de Asia. Será una de las noticias relacionadas con la luz que se producirán en el año más apropiado, el Año Internacional de la Luz y las Tecnologías Ópticas (IYL2015), declarado por la Organización de las Naciones Unidas (ONU).

El eclipse solar se verá como parcial en casi toda Europa (Crédito: Tomruen)

¿Por qué dedicar un año a la luz? Lo explica a OpenMind el presidente del Comité Internacional del IYL2015 y de la Sociedad Europea de Física, John Dudley: “El objetivo del IYL es crear conciencia entre el público y las autoridades de que la ciencia y la tecnología de la luz sostienen sus vidas de muchas formas que no se aprecian, y que proporcionan soluciones reales a muchos retos globales”. Dudley es también el padre de la idea delIYL2015, propuesta por primera vez en 2009 y que fue recabando apoyos de organismos científicos hasta lograr en 2013 que la Unesco cosechara el respaldo del pleno de la Asamblea general de la ONU. Dudley aclara que el apoyo de Naciones Unidas no es una mera formalidad. “Nada más lejos de la verdad”, aclara el físico neozelandés afincado en Francia. “Conseguir un apoyo político de tan alto nivel requirió un trabajo muy duro de muchas personas y el desarrollo de argumentos defendiendo la propuesta a todos los niveles: de la ciencia a la sociedad, la economía, el desarrollo y más”.

Poster del Año Internacional de la Luz 2015 (Crédito: Offenburg University)

La elección de 2015 no es casual. Este año coinciden varios aniversarios relacionados con las ciencias de la luz, empezando por un milenio, el del matemático y astrónomo árabe Ibn Al-Haytham o Alhacén (965-1040), pionero de la óptica y del método científico, cuyo trabajo será conmemorado en la campaña global 1001 Invenciones y el Mundo de Ibn Al-Haytham. También se celebrará el bicentenario del trabajo del francés Augustin-Jean Fresnel(1788-1827), uno de los proponentes de la naturaleza ondulatoria de la luz; así como el sesquicentenario de la teoría electromagnética de la luz del escocés James Clerk Maxwell(1831-1879), el centenario de los trabajos sobre la luz de Albert Einstein (1879-1955), y dos cincuentenarios: el del descubrimiento del fondo cósmico de microondas por Arno Penzias y Robert Wilson, y el del desarrollo de las aplicaciones de la fibra óptica por el chino-británico-estadounidense Charles Kuen Kao.

El IYL2015 recibirá el pistoletazo de salida en una ceremonia de inauguración de carácter científico que se celebrará el 19 y 20 de enero en la sede de la Unesco en París. En este acto se destacarán las tecnologías que, en palabras de Dudley, “empujan los límites de la ciencia óptica: una nueva generación de láseres ultrarrápidos de alta potencia (luz extrema), fuentes de luz sincrotrón en áreas como la farmacología, el desarrollo de la tecnología cuántica en áreas como las ciencias de la información, o la aplicación de técnicas ópticas en biología (biofotónica) destinadas a avanzar en la imagen del cerebro”. “Estas son áreas que ya han sido objeto de extensa investigación, pero en las que pienso que probablemente veremos grandes avances en breve”, valora el físico.

Pero por mucho que la ciencia ocupe un lugar esencial en el IYL2015, el objetivo va más allá de popularizar un campo de investigación con vistas a engrosar sus recursos. “Ciertamente queremos subrayar que la inversión gubernamental en investigación y tecnología es vital para asegurar que la ciencia de hoy se convierta en la tecnología del mañana, pero también hay muchas tecnologías existentes que con muy poca inversión adicional pueden transferirse a áreas como la salud, las comunicaciones y la iluminación, de manera que puedan transformar las vidas de la gente en los países en desarrollo”, expone Dudley. Como ejemplo, el científico cita el proyecto Study after Sunset (Estudiar después del Atardecer), cuyo propósito es impulsar el uso de lámparas solares LED en los hogares sin acceso a la luz eléctrica.

Dudley muestra un especial interés en que el IYL2015 no se quede en un plano meramente institucional, sino que también interese a los ciudadanos de a pie, usuarios de nuevas tecnologías ópticas en los LED o los smartphones que ya desempeñan un papel esencial en sus vidas. De cara al público, el IYL2015 incluye la celebración de eventos por todo el mundo, tanto a través de festivales de luz ya existentes como de nuevas citas independientes. “También estamos planeando experimentos de ciencia ciudadana a escala regional e internacional, utilizando smartphones para medir la luz y la polución del aire”, apunta Dudley. “Queremos implicar a tanta gente como podamos”.

Tomado de:

Open Mind

Un niño de 13 años fabricó sus propias gafas tipo "Google Glass" hechas en casa

Utilizando una placa Arduino y un marco plástico impreso en 3D.

Clay Haight es un joven de apenas 13 años poseedor de un gran ingenio y curiosidad, por lo que siempre anda buscando la manera de inventar nuevos artefactos o reparar artículos electrónicos dañados. Así, se ha encargado de armar sus propias gafas Google Glass, utilizando materiales muy económicos para imitar la funcionalidad del artefacto de realidad aumentada.

Y es que Haight tomó una placa o mini-PC Arduino Esplora, añadiendo una pantalla LCD Arduino y un marco plástico fabricado con la impresora 3D casera Printrbot Simple, la cual compró él mismo con sus ahorros a su corta edad de 13 años. ¿El resultado? Un par de gafas inteligentes capaces de reconocer instrucciones a través de la voz, como apuntes para el calendario o indicaciones en aplicaciones de mapas como Google Glass.

Son bastante cómodas. De hecho, las uso mientras estoy en mi casa y le digo la temperatura a mis padres sólo por diversión.

Con estas palabras Clay Haight muestra orgullo por su invento, uno de los tantos que ha fabricado gracias a su afición por la tecnología que lo ha llevado a coleccionar muchas placas estilo Arduino, además de su propia impresora 3D y otra clase de sensores que le permiten diseñar sus gadgets personalizados, pese a que todavía es muy joven.

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FayerWayer

Crean el negro más negro que se traga toda la luz

Vantablack es el material más oscuro del mundo, según sus creadores.

El negro, un color elegante e inspirador de sombrías ficciones, puede ser muy negro.

¿Pero cómo será el negro más negro de todos?

¿Podemos permitirnos la licencia de declarar al negro casi perfecto como color favorito de Batman?

• Crean un material camaleónico que cambia con la luz
• Crean el material más impermeable conocido en el mundo
• El nuevo material más ligero del mundo

La respuesta está en un material que acaba de presentar una compañía británica de nanotecnología como el más oscuro del mundo.

Es tan profundamente negro que es imposible distinguir sus contornos, dobleces o irregularidades: sólo se puede ver lo que hay a su alrededor.

El que probablemente sea el color favorito de Batman se llama Vantablack, y según la empresa Surrey NanoSystems, "es revolucionario porque puede aplicarse a estructuras ligeras y sensibles a la temperatura como el aluminio y a la vez absorber 99,96% de la radiación incidente".

Y esta capacidad de absorción de la luz visible es, dicen sus creadores, la más alta jamás registrada.

Un "agujero negro" de nanotubos

Los científicos crearon el nocturno material haciendo "crecer" de forma artificial un abismo de nanotubos de carbono, cada uno miles de veces más fino que un cabello humano.

Es lo más parecido, dicen quienes lo han visto, a asomarse a un agujero negro.

Pero aunque puedan alegrarse por la noticia en mundo de la moda, el oscuro color fue desarrollado para otros usos.

El tono que más colores de luz absorbe, ha alcanzado un nuevo récord de oscuridad.

Según los científicos, será útil para mejorar los sistemas de reconocimiento espacial y los instrumentos ópticos que se usan para obtener imágenes del Universo.

Además de las cámaras astronómicas y telescopios, el más misterioso de los negros también podría tener otros usos militares, tal como sugieren los primeros interesados en su fabricación.

"Ahora estamos aumentando la producción para responder a los requerimientos de nuestros primeros clientes en el sector espacial y de defensa y ya hemos entregado nuestros primeros pedidos", dijo en un comunicado Ben Jensen, de Surrey NanoSystems.

Pero a quienes estén pensando en el más perfecto vestido negro, quizás les convenga saber que este material –cuyo desarrollo tomó dos años de pruebas- probablemente esté fuera del alcance incluso para la alta costura. Al menos por ahora.

Fuente:

BBC Ciencia

Un dispositivo ¡para escuchar las ondas de luz!

Científicos de la Universidad de Michigan han desarrollado un transductor que escucha las ondas electromagnéticas comprendidas en el rango de los terahezcios.

El dispositivo que convierte la luz de los llamados rayos T en sonido, está hecho de una mezcla de un plástico esponjoso llamado polidimetilsiloxano, o PDMS, y de unos nanotubos de carbono.

Su funcionamiento consiste en que cuando los rayos T golpea el transductor, los nanotubos absorben la luz, convirtiéndola en calor. El calor pasa al PDMS que se calienta y se expande, creando una onda de presión de salida. Esa es la onda de ultrasonido.

Aunque la onda de ultrasonido en la cual se han convertido los rayos T es demasiado alta para que los oídos humanos puedan escucharla, hay muchas maneras de detectar los ultrasonidos.

Los investigadores de Michigan hicieron su propio detector de ultrasonidos en forma de un anillo de plástico microscópico conocido como un resonador microring cuyas medidas son sólo de unos pocos milímetros. De este modo conectado su sistema a un ordenador se puede escanear y producir una imagen.

Puede que el famoso Tricorder de Star Trek que comentamos ya anteriormente en estas páginas este a nuestra disposición muy pronto.

Vía | Universidad de Míchigan

Tomado de:

Xakata Ciencia

El brillo de la estrella polar viene aumentando desde hace siglos

Movimiento aparente de las estrellas en torno a la Polar LCGS Russ

RAFAEL BACHILLER Madrid

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El astrónomo Rafael Bachiller nos descubre en esta serie los fenómenos más espectaculares del Cosmos. Temas de palpitante investigación, aventuras astronómicas y novedades científicas sobre el Universo analizadas en profundidad.

El eje terrestre y la Polar en nuestros días

 
Gracias a la comparación de medidas recientes con otras realizadas a lo largo de la historia, se ha descubierto que el brillo de la Estrella Polar viene aumentando desde hace siglos, quizás milenios. Aunque en la Polar se conocían pulsaciones de tipo Cefeida, que van acompañadas por variaciones periódicas de su brillo, las causas de este incremento continuado de su luminosidad son desconocidas.

La Polar y Julio César

Posición del polo Norte en diferentes épocas

 

"Soy constante como la Estrella Polar que por su estabilidad no tiene rival en el firmamento".... los astrónomos parecen empeñados en hacer extemporáneas estas palabras que Shakespeare puso en los labios de Julio César. Naturalmente la Polar actual, la estrella más brillante de la Osa Menor, no siempre estuvo en el polo Norte (y no lo estaba en tiempos de Julio César) pues la precesión del eje terrestre hace que el polo Norte describa una circunferencia en la bóveda celeste. Pero además, resulta que unos trabajos recientes vienen a demostrar que la posición aparente en el firmamento no es lo único que cambia en la actual Estrella Polar, también cambia su brillo.

La Polar es una estrella supergigante amarilla, 2.440 veces más luminosa y 90.000 veces más voluminosa que el Sol. Situada a menos de 440 años luz de distancia, en la cola de la Osa Menor, es la estrella más fácil de localizar en el Hemisferio Norte. No es la más brillante, ni la más cercana, pero (después del Sol) la Estrella Polar es la más observada de nuestro hemisferio. Gracias a su posición fija en la bóveda celeste, con todas las estrellas girando aparentemente a su alrededor (como reflejo de la rotación terrestre), la Polar ha sido la guía de navegantes durante siglos. También para los astrónomos ha servido de referencia a lo largo de la historia tanto para orientarse en el cielo como para construir telescopios de montura estable.

Lea el artìculo completo en:

El Mundo Ciencia

¿Por qué titilan las estrellas?

La ornamentación navideña que decora las calles de las ciudades estos días intenta simular con sus luces parpadeantes las estrellas que, en lugares con poca contaminación lumínica, se pueden observar durante la noche. Pero, ¿por qué titilan las estrellas? ¿Varía la luz que emitieron hace millones o miles de años y que nos llega ahora a la Tierra?
 
La respuesta nos la da Antonio Ruiz Elvira, catedrático de Física Aplicada de la Universidad de Alcalá, desde el museo CosmoCaixa de Madrid. En realidad, lo que fluctúa es la atmósfera. 

Las variaciones de temperatura de cada capa de la atmósfera según el viento en ellas causan variaciones en la dirección de la luz de cada estrella desde que llega a las capas altas de la atmósfera hasta que llega a nuestros ojos en la superficie.

La luz se refracta como lo hace en los cristales de las joyas. Cuando éstas se mueven, la luz refractada cambia de dirección como hace la luz que llega de las estrellas.

La refracción vibrante es mucho más pronunciada cuando la luz de la estrella llega desde el horizonte, mientras que la Polar, que está arriba, fluctúa mucho menos. La atmósfera está siempre en movimiento, y este es turbulento, en pequeños vórtices que van uniéndose hasta formar los grandes ríos de aire que producen el tiempo meteorológico. La luz de las estrellas no viene de las varitas de las hadas en el cielo. "La ciencia genera menos ilusión, pero es mas bella que ésta".

Fuente:

El Mundo Ciencia

Científicos crean balas de luz, que podrían reemplazar al láser

En esta nueva forma, la luz podría viajar por distancias y tiempos mucho mayores sin disiparse, lo que abre el camino a nuevas y mejores tecnologías

La cantidad de aplicaciones que tienen los láser son sorprendentes: son utilizados en tratamientos quirúrgicos, en la fabricación y corte de metales y tecnologías, como elemento guía en excavaciones y armamento militar y como medio de transmisión de información entre otras, pero tienen un defecto: el paso del tiempo y el aumento de la distancia los debilita hasta disiparlos.

Pero los científicos P. Panagiotopoulos, D.G. Papazoglou, A. Couairon y S. Tzortzakis, quienes trabajan en distintas instituciones griegas y francesas, lograron crear “balas láser”, las cuales pueden desplazarse distancias y tiempos mucho más largos que los haces de luz actuales. Es más, el control de estas “balas láser” es tan eficiente que pueden ser utilizados como medio de transporte de cantidades de información mucho más grandes que los métodos actuales, con lo cual se podría generar una nueva revolución óptica.

Estas “balas láser” son en realidad llamadas “discos Airy” (por el astrónomo George Biddell Airy, quien describió la curvatura de la luz del arcoíris), los cuales salen de la fuente original y se curvan en el aire tomando una forma parabólica muy similar a la de una bala. Después de disparadas, estas “balas láser” mantienen una intensidad estable a lo largo de su viaje por el espacio, independiente que la fuente original cambie la intensidad o potencia de luz.

De hecho la compresión del disco de airy produce un alto nivel de intensidad de luz, mucho mayor a la de los actuales láseres, lo que permitiría mejorar significativamente cada una de las tecnologías que hoy en día necesitan de la luz.

¿Cómo se traduce en aplicación? Bueno, podría ser un medio ideal para continuar avanzando en teletransportación y computación cuántica, ya que la manipulación de qubits sería mucho más simple. Podría mejorar todo tipo de aplicaciones ópticas, y comunicaciones (en la tierra y en el espacio). Podrían utilizarse estas “balas láser” para atacar regiones específicas del cuerpo humano en procedimientos médicos y quirúrgicos que hoy son muy complejos, y en sí, en prácticamente todas las tecnologías que utilizamos hoy en día.

Pero también podría combinarse con otro avance desarrollado hace algún tiempo, la "materia de luz", ¿sería posible transformar estas balas láser en materia solida? la idea es increíblemente interesante.

Link: Phys.org

Tomado de:

FayerWayer

Experimentos: una bombilla casera que da luz sin electricidad

Buscando reducir la factura de la luz, cada vez hay más intentos por lograr un menor consumo de energía en nuestras casas. Uno de esos intentos son las bombillas de bajo consumo. Pero, ¿es posible crear una bombilla cuyo consumo sea nulo? Pues parece que sí y el proceso es tan sencillo que lo podemos hacer en nuestra propia casa.

Lo ha publicado la empresa coreana de diseño Hobbydesign, y se trata más bien de un trabajo manual artesanal que de un proceso técnico altamente complejo. Solo hace falta yeso, silicona y pigmento fotoluminiscente.

Lo primero es fabricar un molde de yeso de una bombilla normal. Este es el mismo proceso que se utiliza para hacer piezas de plástico: se introduce la bombilla en una cajita llena de yeso fresco y se deja secar. Cuando se endurece, se parte el yeso por la mitad y se saca la bombilla (previamente tratada para no quedar adherida al yeso). El resultado es que la forma de la bombilla queda en hueco.



Ese hueco se rellena con una mezcla de silicona y pigmento fotoluminiscente (se puede comprar en internet o en tiendas de pinturas especializadas). A continuación, se debe dejar secar y al separar el molde se extrae la nueva bombilla, que será de textura gomosa y color blanquecino.

No se calienta

Esta bombilla de silicona emitirá una suave luz verdosa en la oscuridad, sin necesidad de electricidad ni ninguna otra fuente de energía. Esto tiene sus ventajas y, claro, sus inconvenientes.

Por un lado, no se calienta, por lo que se puede colocar en cualquier superficie, como tela o papel, sin riesgo a que la queme y se produzca un accidente. Por otro, su potencia lumínica es limitada, sirviendo sobre todo para funciones decorativas y no tanto de iluminación principal.

Limitaciones aparte, este ingenio es un buen ejemplo de cómo la imaginación puede proporcionar nuevos enfoques para problemas diarios que a muchos nunca se les habrían ocurrido.

En Teknautas ya hemos publicado gadgets similares como la bombilla de los pobres, fabricada a partir de botellas de plástico.

Tomado de:

TekNautas

Creando vidrio invisible con agua y aceite

Un tubo de ensayo de Pyrex (con índice de refracción de 1.47) o con cualquier cacharro de cocina de Pyrex sirve para hacer el siguiente experimento de invisibilidad. Llenaremos el recipiente de aceite vegetal o glicerina y agua.

Lo que ocurre es que los rayos de luz mantienen sin desviación ni absorción su trayectoria de la fuente a nuestro detector (ojo, objetivo de la cámara, etc.). Nuestros ojos y las cámaras fotográficas pueden captar la desviación de la luz y la absorción de su intensidad; estas dos cantidades en los haces de luz son las que nos permiten principalmente identificar objetos. Cuando son tales cualidades no varían, es imposible “ver” un objeto que esté intermedio.

Fuente:

Xakata Ciencia

¿Por qué las llamas tienen distintos colores?

Los colores que vemos en las llamas dependen de los elementos que los componen.

Cuando los átomos se calientan en la llama, se excitan, lo que lleva a una emisión de fotones.

Los distintos anchos de banda de esta luz producen varios colores. Por ejemplo, el cobre da lugar a una llama verde, mientras que el potasio a una lila.

Fuente.

BBC Ciencia

¿Porque el cielo es azul?

¿Porque el cielo es azul durante el día y rojizo durante el amanecer y el atardecer?¿Porque las nubes son blancas y tienden al negro según van teniendo más carga de agua? Estas preguntas tienen, como respuesta, dos nombres propios: John William Strutt, tercer Barón de Rayleigh y Gustav Mie.

Pero para comprender bien el porqué de estos fenomenos, primero deberíamos responder dos preguntas previas. Por un lado ¿que es la luz?, y por el otro ¿que es el color?.

¿Que es la luz?

La luz es una radiación electromagnética, que es posible ser percibida por el ojo humano. Esta radiación electromagnética está producida por unas partículas subatómicas denominadas fotones, que son las responsables de todas las radiaciones electromagnéticas  incluyendo los rayos gamma, los rayos X, la luz ultravioleta, la luz visible, la luz infrarroja, las microondas y las ondas de radio.

Como todas las partículas subatómicas tiene una naturaleza corpusculo-ondulatoria, es decir, que por un lado se comporta como un objeto físico (corpusculo) y por otro, tiene un comportamiento de una onda. El primer comportamiento es fácil de entender: el fotón es una partícula física que se encuentra en un espacio determinado. 

El segundo comportamiento (ondulatorio) viene dado porque los fotones viajan en "grupos" o "paquetes", a los que denominamos "cuanto" (de estos paquetitos, viene el nombre de cuántico, que procede del latín  "quantus" -cuanto-). La distancia entre estos paquetitos, nos da lo que conocemos como longitud de onda.

Ahora ya estamos en disposición de contestar a la segunda cuestión...

¿Que es el color?

Podríamos decir que los colores son el conjunto de las diferentes longitudes de onda de radiación electromagnética que puede percibir el ojo humano. En el gráfico podemos ver las diferentes longitudes de onda y a que tipo de onda que corresponden. A las ondas que se pueden percibir por nuestros ojos, las llamamos "espectro del visible". Dentro del espectro del visible, los paquetitos que viajan más separados entre si (mayor longitud de onda), corresponden con el color rojo, que va poco a poco tendiendo hacia el violeta, según va haciéndose menor esa longitud de onda (los paquetitos viajan más cerca unos de otros). Las ondas que tienen una longitud de onda tan alta que se salen del espectro del visible se denominan "infrarrojas" y las que tienen una longitud de onda tan corta que tampoco las podemos ver, se denominan "ultra violeta".

Hay que poner atención el que el color no es una propiedad de los objetos o de la onda electromagnética, sino que es un fenómeno profundamente psicológico. El hecho de que veamos los objetos de nuestro alrededor de un determinado color, se debe a que nuestro cerebro interpreta así la señal recibida desde los ojos. Es necesario que exista una persona (o animal con visión cromática) para que exista el color. Esto explica enfermedades como el daltonismo o la acromatopsia, por no hablar trastornos como la micropsia, también conocida como "Sindrome de Alicia en el país de las maravillas" .

Y ahora ya si que si, estamos en disposición de responder a la pregunta que da título a nuestro post de hoy...

Dispersión de Rayleigh y Mie

La dispersión de Rayleigh (en honor a Lord Rayleigh) es la dispersión de la luz visible o cualquier otra radiación electromagnética por partículas cuyo tamaño es mucho menor que la longitud de onda de los fotones dispersados. 

El sol, nos envía radiación electromagnética en multitud e longitudes de onda, que al llegar a nuestra atmósfera choca con las diferentes partículas del aire. Parte de la energía que transmiten los fotones se transfiere a estas partículas que vibran y emiten luz en todas las direcciones. Las ondas cortas (como hemos visto antes, las azules y las violetas) son las que tienen una mayor carga energética y, por tanto, mayor difusión. Como la luz blanca contiene más de azul que de violeta y, a lo demás, nuestros ojos son más perceptivos al azul, el color que percibimos de forma genérica en el cielo, es el azul.

En el amanecer y el atardecer, la luz solar no da de forma perpendicular, sino que tiene un mayor ángulo. Esto hace que la luz tenga que recorrer mucha más distancia a través de la atmósfera, lo cual hace que se pierdan las longitudes de onda cortas y permanezcan las largas. Por ese motivo prevalecen los colores rojizos. En este efecto también influye la cantidad de polvo que haya en la atmósfera.

La difusión de Mie es la dispersión de la luz visible o cualquier otra radiación electromagnética por partículas cuyo tamaño es mayuor que la longitud de onda de los fotones dispersados. 

Este fenómeno se aplica, de forma tradicional, a las nubes. Las partículas absorben una parte de la luz y reflejan el resto, como pequeños espejos. Aquí el color depende de la composición de la partícula. En el caso de las nubes, si son poco densas, tienden a reflejar todas las longitudes de onda. Pero si están muy cargadas de agua, este efecto se acentúa y favorece la aparición de colores grises. 

El que haya una gran cantidad de aerosoles en la atmósfera también provoca un acentuamiento de esta dispersión. La dispersión de Mie produce una mayor difusión de la partículas hacia delante o hacia el frente de ella. Conforme aumenta el tamaño de la partícula, la dispersión hacia enfrente también aumenta (el tamaño de la partícula directamente proporcional con la dispersión). Esta característica genera amaneceres más rojos que lo que serían solo por el efecto de la Dispersión de Rayleigh.

El efecto Mie domina la atmósfera de Marte. Su cielo no es azul sino de un plomizo rojo y amarillo. Carl Sagan describe la decepción de la prensa cuando mostraron las primeras fotos del cielo de Marte. Nada comparable a nuestro hermoso cielo azul.

Pd: Parte de la información aquí mostrada, ha sido modificada a partir del gran artículo sobre el Efecto Rayleigh y efecto Mie, publicado en Astromia.com, a quienes es de justicia darles las gracias.

Fdo.: Jose Enrique Carrera Portillo

Tomado de:

Enamorado de la Ciencia

Experimentos: Cómo convertir una webcam en un microscopio

¿Cómo funciona?

Una webcam es una cámara digital compacta con un software que toma una imagen fija con intervalos preestablecidos.

La cámara digital de la webcam captura la luz a través de un pequeño lente con un sensor de imagen CMOS o CCD.

El sensor convierte la imagen en un formato digital que se transmite a la computadora a través de un cable USB.

El lente de la cámara está diseñado para tener una visión de gran angular y enfocarla en el pequeño sensor.

Pero si le da la vuelta al lente, el proceso se invierte y las pequeñas imágenes se amplían.

De esta manera una webcam básica puede ser capaz de lograr una ampliación de 200X.

Es muy probable que en alguna de las gavetas de su casa haya una webcam (una cámara de internet) abandonada que no usa desde hace tiempo. Ahora, con la ayuda del científico Mark Miodownik, podrá transformarla en un microscopio de alta potencia. 

Al conectarla al computador, usted podrá guardar y compartir fácilmente las imágenes que capture.

Estas son las instrucciones, paso a paso, para que pueda hacerlo usted mismo.

Lo que necesita:

Una vieja webcam
Pétalos, hebras de cabello, granos de arena, etc
Un destonillador pequeño
Cortadores de plástico o tijeras pequeñas
Cartón grueso
Tres tornillos largos
Seis tuercas que encajen en los tornillos
Lámina de vidrio o acrílico
Cinta aislante
Una linterna

Cómo hacerlo en BBC Ciencia

¿Cuál es la mejor manera de desempañar el espejo?

Un espejo se empaña porque el vidrio tiene una capacidad calorífica específica mucho más alta que el aire: en otras palabras, el agua caliente de la ducha calienta el aire que le rodea más rápido que el vidrio del espejo.

Cuando el vapor de agua de la ducha llega al vidrio, se enfría y se condensa.

Pero la tensión de la superficie del agua hace que se formen gotas diminutas que crean miles de lentes, los cuales refractan la luz y lo que se ve es un borrón gris homogéneo.

Si le echa aire caliente con un secador de pelo al espejo, el agua se evaporará y el vidrio se calentará evitando que se forme más condensación.

También puede evitar que el espejo se empañe frotando espuma de afeitar en el vidrio y brillándolo un poco, pero sin enjuagarlo. Eso deja una fina película de detergente que interfiere con la tensión de la superficie del agua de las gotas. Así, la condensación se forma como una película continua en vez de gotas, lo que impide que se empañe el espejo por una semana o más.

Fuente:

BBC Ciencia

¿Leer con poca luz daña la vista?

Si alguna vez lo pillaron leyendo con poca luz o con una linterna bajo las cobijas cuando ya tenía que estar dormido, probablemente le dijeron que forzar sus ojos le dañaría la vista. O quizás oyó decir que era fácil saber cuáles eran los niños estudiosos en el colegio pues los que se la pasaban con las narices en un libro tenían que usar anteojos.

La advertencia de que la gente no debe leer regularmente sin mucha iluminación es común.Pero si consulta la web, descubrirá que aparentemente es un mito.

¿Fin de la historia? No precisamente.

Cuando uno explora un poco más y revisa la evidencia científica, el cuento es más complejo.

La historia completa en:

BBC Ciencia

El telescopio de Galileo y el declive del Imperio español

Un nuevo instrumento óptico empezó a recorrer los círculos eruditos europeos a comienzos del siglo XVII. Pronto lograría que la relación de nuestra especie con los astros cambiara para siempre. El telescopio, emblema de la revolución científica de la Edad Moderna, acercó los cielos a la mirada de los sabios, separó al hombre del centro del universo y destruyó para siempre el mito de que los cuerpos del firmamento son entes perfectos.

Todos podían comprobar con sus propios ojos las irregularidades geográficas del satélite terrestre, aunque aún se confundían con mares, océanos y volcanes. La Luna resultó no ser muy distinta a nuestro planeta, así que los imperios y naciones que luchaban por ampliar sus dominios en la Tierra encontraron un nuevo lugar en el firmamento sobre el que poder extender su influencia. Aún no era posible llegar hasta allí y clavar una bandera en el suelo, pero existían otras formas más sutiles de conquista.

La cartografía estaba en pleno auge desde el descubrimiento de América, ya que se había demostrado una herramienta imprescindible para visitar, colonizar y reclamar nuevos territorios. Por primera vez en la historia, la humanidad podía crear mapas de la Luna, haciéndola así un poco más suya. La primera persona que estudió y dibujó la Luna con un telescopio fue el inglés Thomas Harriot, nacido en 1560 en el condado de Oxford.

Harriot. |Trinity College

Harriot cursó estudios superiores de cartografía y, con 25 años, se enroló con el pirata, explorador y poeta Walter Raleigh en una expedición a América. La reina Isabel quería evitar enfrentamientos con el Imperio español y había dado órdenes a Raleigh de que solo conquistara tierras que no estuvieran cristianizadas. Con el fin de curarse en salud y no enfadar a la monarca, los mapas que presentaba el conquistador inglés estaban repletos de tribus indígenas, algunas de ellas inexistentes, como los acéfalos y las amazonas.

El viaje de 1585 a Virginia, tierra que Raleigh llamó así en honor a la reina Isabel (conocida como reina virgen), no logró colonizar para Inglaterra este lugar, pero causó una profunda impresión en Harriot. El cartógrafo acompañó también a Raleigh en su misión a Irlanda para aplacar una rebelión contra los ingleses y publicó un libro llamado 'Un breve y genuino informe sobre la nueva tierra hallada en Virginia'. En él defendía, entre otras cosas, las bondades de la planta del tabaco, una sustancia que lo acabaría matando por medio de un cáncer de nariz.

Tras vivir varias aventuras y desventuras, e incluso pasar una temporada en prisión, Harriot se vio con los medios económicos necesarios para concentrarse en la ciencia y sus intereses se movieron hacia el creciente campo de la óptica, materia sobre la que llegaría a cartearse con el mismísimo Johannes Kepler, uno de los astrónomos más importantes de todos los tiempos.

Harriot adquirió uno de los primeros telescopios que circulaban por el continente y lo usó para dibujar el satélite de la Tierra en el verano de 1609. Sus esbozos de la superficie lunar eran muy rudimentarios, pero le permitieron bautizar algunos accidentes lunares, para los que usó términos familiares, como Britannia (el actual Mare Crisium).

El nuevo instrumento de observación no dejaba lugar a dudas de que aquello no era un mundo sobrenatural, ni el lugar donde habitan los espíritus, pese a todo lo que se había debatido sobre el tema en los siglos anteriores. Sir William Lowell, un amigo de Harriot a quien este envió un telescopio, exclamó al ver la Luna: "Se parece a una tarta que hizo mi cocinero la semana pasada". La expresión se hizo célebre porque es menos inocente de lo que parece: con ella se daba por cerrado un debate milenario en torno a la naturaleza física de los orbes celestes. Lo que no está tan claro es qué le ocurrió al denostado cocinero

Lea el artículo completo en:

El Mundo Ciencia

¿Por qué se dice que romper un espejo trae mala suerte?

Casi inevitablemente, si alguien rompe un espejo se le oye exclamar: ¡Siete años de mala suerte! Millones de personas asocian las supersticiones de cualquier tipo con los espejos, y muchas de ellas se deben a la creencia de que romperlos atraerá no sólo mala suerte, sino una muerte en la familia durante el año siguiente.

Se toman extrañas precauciones para protegerse del demonio que se supone acecha dentro de los espejos. Algunos padres los voltean hacia la pared para evitar que sus hijos se vean en ellos antes de que cumplan un año; creen que si lo hacen, podrían volverse tartamudos, no crecer adecuadamente o morir en el lapso de un año. Muchas personas cubren los espejos cuando alguien de la familia muere, pues creen que el espejo atrapará el alma del fallecido impidiendo que llegue al cielo. Hay quienes no soportan tener un espejo en la recámara o quienes lo tapan con un paño antes de dormirse; temen que si su alma vaga durante la noche, el espejo la atrape y eso le provoque la muerte.

Una superstición europea dice que verse en un espejo a la luz de la vela es llamar a la desgracia. En todo el mundo, muchas personas acostumbran cubrir los espejos durante una tormenta, pues creen que es de mala suerte ver los relámpagos reflejados. Para ampararse en contra de la mala suerte, algunas novias se quitan un zapato o un guante antes de arreglarse la ropa frente aun espejo de cuerpo entero. De acuerdo con ciertas creencias muy antiguas, es de mala suerte para una novia probarse el vestido antes del día de la boda, así como verse completamente ataviada con dicho traje.

Los antiguos egipcios y romanos tenían espejos hechos con metales muy pulidos, pero lo más asombroso es que los poderes que se atribuyen a los espejos comenzaron mucho antes de que se fabricara el primer espejo. Las supersticiones con respecto a los espejos comenzaron cuando los primeros hombres vieron sus reflejos en los estanques y creyeron que eran espíritus o almas, o alguna parte esencial de ellos mismos, que también podía ser dañada. Romper esa imagen equivalía a lastimar a su otro yo.

Los espejos despertaron la vanidad, la cual fue vista como pecado. La historia de Narciso, que se enamoró de la imagen que le devolvía un estanque y se ahogó, en él, explica por qué algunos padres reprenden a sus hijos por mirarse tanto en el espejo. Se dice que el mismo diablo puede aparecerse para castigar a quienes así lo hagan.

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La capa de invisibilidad que puede ocultar personas

El científico de la Universidad de Rochester (Estados Unidos), John Howell, y su hijo de 14 años, Benjamin, han creado una capa de invisibilidad que es capaz de ocultar objetos grandes en todo el espectro óptico. El autor ha destacado, además, que se trata de un dispositivo de "bajo coste" y "muy sencilla" pero que funciona de forma "sorprendentemente eficaz".

La invisibilidad es un tema que se ha debatido desde hace tiempo tanto en la cultura popular como en la comunidad científica. Invisibilidad significa ocultar un objeto de la vista a frecuencias específicas, y diferentes tipos de camuflaje. Hasta ahora, los estudios realizados solo lograban 'esconder' objetos para algunas frecuencias y para objetos de pequeño tamaño.

El sistema ideado por la familia Howell, cuyo trabajo ha sido publicado en Arxiv, consta de tres dispositivos. El primero de plexiglás y con cubos de agua en forma de L. El segundo utiliza cuatro lentes para conseguir un camuflaje óptico, mientras que le último utiliza un conjunto de espejos, un sistema que utilizan los magos en sus trucos.

Con estos mecanismos se logra "doblar" la luz en un determinado espacio y ocultar un objeto. Y, según ha explicado el investigador, todos estos materiales se han conseguido en tiendas baratas y el presupuesto total del experimento ha sido de 150 dólares. Además, se podría reproducir a gran escala.

Pero este logro también tiene "algunas limitaciones", como ha reconocido Howel, quien ha apuntado que "el punto débil de esta tecnología es que sólo funciona en una dirección, o asumiendo que el observador no se moverá de su lugar". Aún así, cuenta con más ventajas que otros sistemas presentados anteriormente por científicos.

Este sistema se suma a otros prototipos anteriores de 'capas de invisibilidad', como uno desarrollado por la Universidad de Austin (Texas, EEUU), y otro diseñado por científicos españoles en la Universidad Autónoma de Barcelona.

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El Mundo Ciencia

Crean cámara que no utiliza lentes para tomar una fotografía

Vía: FayerWayer

Bell Labs desarrolló una cámara con una técnica llamada detección compresiva que le permite tomar fotografías sin lentes y utilizando como sensor a solo un pixel. Esta técnica tiene el potencial de revolucionar la fotografía, pues actualmente depende de los lentes para crear una imagen, y de un dispositivo para capturarla como un arreglo de pixeles o una película sensible a la luz.

Esto es porque la técnica se basa en la presunción de que muchas mediciones cotidianas tienen mucha redundancia, por lo que es posible adquirir los mismos datos tan solo realizando mediciones muy específicas, donde la técnica se enfoca en saber qué mediciones son las necesarias y cómo unirlas posteriormente.
El prototipo fue creado con componentes de bajo costo y disponibles comercialmente, y es relativamente sencillo: Un panel LCD actúa como un arreglo de ranuras que se pueden abrir individualmente y le permiten a la luz pasar a un único sensor, el que puede detectar solo tres colores de luz (aunque los científicos afirman que se podría utilizar también para otros rangos del espectro como el infrarrojo).

Mientras más imágenes se tomen, más rica en detalles será la fotografía. De todos modos, se puede crear una imagen decente utilizando solo una fracción de los datos necesarios para tomar una fotografía común. Por ejemplo, los científicos tomaron la fotografía inferior con solo el 25% de los datos que podrían haber grabado.

Un mensaje contra el abuso infantil que sólo pueden ver los niños

Cuando lo mira un niño de diez años, el cartel revela un mensaje "secreto".

Un menor y un adulto se paran frente a un cartel en una calle de una ciudad española. Desde la imagen, un niño los mira fijo, con gesto adusto.

El adulto sólo ve el retrato del muchachito, junto a un texto en el que se lee: "A veces el maltrato infantil es solo visible para el niño que lo sufre".

Pero al niño se le revela otra imagen. El retrato muestra ahora a un jovencito golpeado, con moretones, y un número de teléfono al que puede realizar una llamada anónima si ha sufrido agresiones, junto al texto "si alguien te hace daño, llámanos y te ayudaremos".

El adulto no lo ve, porque el texto sólo puede leerse desde el punto de vista de un niño, desde su altura.

Para lograr ese efecto, el aviso -distribuido en el marco del Día Internacional de la Lucha Contra el Maltrato Infantil a fines de abril- fue realizado con la técnica de impresión lenticular, que muestra diferentes imágenes dependiendo del ángulo desde el que se lo mire.

Desde el promedio de estatura de un adulto, 1,75 metros, no se ve el teléfono. Pero desde el promedio infantil de 1,35 se hace visible.

Evitar la mirada del abusador

La impresión lenticular tambien permite crear un efecto tridimensional.

De acuerdo con la Fundación Anar (por Ayuda a Niños y Adolescentes en Riesgo), la organización no gubernamental de España que comisionó el cartel, el mensaje "secreto" puede ayudar a que los niños ganen confianza y llamen al teléfono de ayuda si lo necesitan; sobre todo si en el momento en que ven el cartel están acompañados por quien abusa de ellos.

A la entidad le preocupaba que en un caso así el adulto pudiera decir cosas para disuadir al menor de buscar asistencia.

Por eso recurrió a la impresión lenticular, una técnica que ha existido por décadas y ha sido utilizada para muchísimos otros fines.

Entre ellos, los más conocidos tal vez sean las pegatinas y tapas de libros infantiles "animadas", que dan la impresión de movimiento al balancearlas de lado a lado.

Recientes adelantos en la técnica han conseguido una ilusión de mayor profundidad, lo que permite crear un efecto tridimensional sin utilizar las típicas lentes 3D.

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BBC Ciencia

Científicos crean cámara inspirada en los ojos de los insectos

Muchos de los grandes avances científicos modernos están basados en elementos de la naturaleza, siendo este un gran ejemplo de aquello. Hablamos de una novedosa cámara digital que otorga un campo visual más amplio que el de los lentes actuales, además de mayor profundidad y sensibilidad, lo que se ha logrado inspirando el diseño del dispositivo en los ojos de una hormiga roja.

Investigadores de la Universidad de Illinois en Estados Unidos han creado una suerte de “ojo compuesto”, formado a partir de una red de 180 pequeños lentes instalados sobre un transportador de luz, el que luego lleva la imagen hacia un fotodetector de silicio que actúa como el sensor digital de las cámaras convencionales.

Con esto, se consiguió un aparato ovalado que hasta hoy es capaz de captar sólo imágenes simples y bien definidas en entornos poco complicados, sin embargo, los científicos pretenden mejorar las capacidades de esta cámara al subir en el futuro la cantidad de lentes desde los 180 hasta los 20.000, en un salto dramático que permitirá comparar este diseño al del ojo de las libélulas.

Fuente:

Xakata Ciencia