Propiedades de la luz y su aplicación a comunicaciones

Descripción de la actividad: El taller pretende llamar la atención de la audiencia mediante varias actividades interactivas, aptas para prácticamente cualquier edad, basadas principalmente en experimentos con ondas de luz. A continuación, una vez se despierte la curiosidad y captada la atención, se ofrecerá la base científica para que los visitantes pueden llegar a entender las propiedades las ondas electromagnéticas, su generación, propagación, y la importancia en las múltiples aplicaciones de los modernos sistemas de comunicaciones.

Las actividades propuestas son las siguientes:

• Naturaleza de los colores: Presentación del disco de colores rotatorio y el prisma de Newton. Observación como los distintos colores puedes combinarse para obtener el blanco (mezcla de colores aditiva, multiplexación) y el sentido inverso, como una luz blanca puede descomponerse en varios colores (descomposición de la luz).
• Experimentos de refracción con vasos, lápiz, globos, lupa, agua y aceite. Compuesto por varias actividades sencillas:
  • Introducción de un lápiz en un vaso transparente medio lleno de agua. Por la difracción de la luz, el lápiz aparenta estar partido en dos. Si se añade aceite, parecerá estar partido en 3. Efecto debido al distinto índice de refracción del aire o de los líquidos utilizados.
  • Vaso de agua funcionando como lente convergente: en cartulina dibujar una flecha y distintas palabras. Observar como si miramos la cartulina a través del vaso la flecha o letras se muestran alteradas (invertidas) con respecto al dibujo original.
  • Moneda que aparece/desaparece: colocar moneda en fondo de taza opaca o bajo vaso de cristal. Comprobar como según se llena de agua la moneda puede verse/desaparecer por efecto de la difracción.
  • Enfocar luz del Sol con lupa a globos de distinto color: observar el efecto según se trate de colores claros u oscuros.
• Experimentación con el guiado de la luz: Uso de un puntero láser para generar la señal de luz y enfocarlo en modelos de fibra óptica recto y curvo. Demostración de como la propiedad de refracción y reflexión total de la luz permite la propagación de señales.
• Aplicación a las comunicaciones ópticas: transmisión de una señal de voz mediante el kit de demostración de comunicaciones ópticas.

Interacción con el visitante: Durante el taller se mostrarán varios aspectos a los visitantes de manera secuencial. Los pasos generales serán los siguientes: se comenzará con la descripción de la actividad interactiva y se promoverá que la audiencia prediga lo que sucederá para despertar el interés por la parte experimental. Después, se facilitará al público la interacción con los elementos propios de cada actividad. Tras comparar los resultados obtenidos con las predicciones y haber despertado la curiosidad, por último, se explicará la base científica tras cada actividad.

Se prepararán cartulinas con diagramas y su explicación técnica que facilite la comprensión de cada una de las actividades propuestas.

Los visitantes podrán disponer de lápices o usar el puntero láser para experimentar con la refracción de la luz. Asimismo, podrán hablar por el micrófono y escuchar su voz tras los fenómenos de transmisión, propagación por fibra óptica y fotodetección.

Aplicación práctica y social de los proyectos de investigación y relación con los ODS: El objetivo del taller y sus actividades es divulgar aspectos generales relacionados con las propiedades de la luz y como se pueden aplicar dichas propiedades a las comunicaciones ópticas. La luz es una onda electromagnética que tiene como característica principal que “se puede ver”, es decir, se trata de ondas que pertenecen al rango visible del espectro electromagnético. De este modo, se puede experimentar con propiedades como propagación de ondas, fenómenos de difracción y reflexión, polarización, holografía o interferencia, así como multiplexación y descomposición de luz blanca en diferentes colores sin necesidad de instrumentación especializada y de alto coste. Mediante la divulgación de las propiedades de las ondas a través de sencillos experimentos visuales se pretender acercar al visitante a los fenómenos físicos que permiten la propagación por fibra óptica, base de las redes modernas de comunicaciones ópticas y aplicaciones y servicios de banda ancha actuales.

El taller está diseñado para poder mostrarlo la Semana de la Ciencia en Murcia (octubre 2022), se trata de una iniciativa cuyo objetivo es fomentar la participación del visitante y promover las vocaciones científico-tecnológicas entre la juventud, de modo que aumente el interés por las disciplinas STEM (Science, Technology, Engineering and Maths). Consideramos que este taller aumentará la visibilidad de nuestra Universidad y particularmente de la ETSIT, dentro de la faceta de la divulgación científica y el encuentro social.

Con respecto a los objetivos ODS, el taller pretende contribuir a la educación de calidad orientada a promover vocaciones de mayor empleabilidad, mediante actividades y experimentos no contaminantes y de consumo responsable que fomentan el conocimiento de las redes de comunicaciones que permiten el desarrollo de las infraestructuras facilitadoras de la transición digital y del crecimiento económico sostenible.