ALTERNATIVA METODOLÓGICA PARA LA FORMACIÓN INTEGRAL DE LOS ESTUDIANTES DESDE EL PROCESO DE ENSEÑANZA APRENDIZAJE DE LA FÍSICA

Juan Carlos Ruiz Mendoza

CAPÍTULO 3.- Ejemplificación de la propuesta y valoración parcial de los resultados

En este capítulo se ejemplifica la alternativa metodológica en la dinámica de un subtema del tema de Óptica en la asignatura de Física de segundo año del nivel medio superior, perteneciente a la Preparatoria Nº 15 de la Universidad Autónoma de Nuevo León, México, en el cual fue aplicada la alternativa en el transcurso de un semestre. Se muestran los resultados obtenidos en los estudiantes mediante la aplicación parcial de la alternativa.

3.1. Ejemplificación de la aplicación de la alternativa metodológica en el tema de óptica

La alternativa se aplicó en un grupo de 30 estudiantes en la preparatoria mencionada. A continuación se presenta a modo de ejemplo cómo el autor implementó en la práctica la misma, en una actividad docente de uno de los subtemas del tema de Óptica.

La siguiente ejemplificación hará énfasis en la dinámica del proceso. Se presenta la manera en que la alternativa se concretó en el grupo, queda claro que las situaciones de aprendizaje pueden variar en correspondencia con las características del grupo, los estudiantes y las condiciones de la escuela y otros factores. Se proponen acciones a partir de los resultados de la presente investigación para concretar los diferentes subsistemas de la concepción teórica y sus componentes dinamizadores:

1. Creación de espacios para la construcción de los sentidos y significados en los estudiantes como vía para la formación integral. Esto es posible cuando se plantean tareas y problemas basados en situaciones reales que le sirven de referente para un modo de actuación (tareas investigativas que implican el uso de la informática, el trabajo de modelación, trabajo en pequeños grupos y otras.

2. Aprovechamiento las potencialidades gnoseológicas de la Física para influir en la interpretación integradora del mundo que rodea al estudiante y así potenciar su formación cultural mediante el conocimiento de las personalidades de la Ciencia vinculadas a la Óptica. Además el planteamiento de tareas que requieran de interpretar los fenómenos, no sólo observarlos, también describirlos.

DATOS GENERALES:

Unidad No. 6: Óptica Geométrica

Tema No. 4: Lentes.

Actividad docente Nº 1.

Se tuvo en cuenta el objetivo general de la propuesta enunciado en el capítulo anterior de manera tal, que en cada actividad se le diera cumplimiento a dicho objetivo. Partiendo del diagnóstico se determinó la situación que presentaba el grupo, lo que le permitió al profesor determinar el estado actual, así como las preconcepciones de los estudiantes sobre el tema.

Con respecto a los objetivos: En el aspecto cognitivo para esta actividad se requiere:

• Observar los tipos de lentes y sus características.

• Ilustrar las trayectorias que siguen los rayos principales al incidir sobre lentes convergentes.

• Obtener imágenes en lentes convergentes y divergentes además de describir sus características.

• Modelar dispositivos ópticos a partir de los conocimientos adquiridos.

• Caracterizar los rayos principales de las lentes.

Estas acciones se fueron conjugando con la intención de que las mismas adquieran un sentido para los estudiantes al hacerles comprender la importancia que este aprendizaje posee para la vida cotidiana, para poder explicar el mundo y contribuir a transformarlo. Se puntualiza en el caso del objetivo el dominio por parte de los estudiantes de los métodos y procedimientos para asimilar el sistema conceptual.

Vínculo con el conocimiento anterior.

• Leyes de reflexión y refracción de la luz.

• Obtención de imágenes en espejos planos, cóncavos y convexos.

Preconcepciones:

Los estudiantes del grupo denominan lentes a los anteojos, microscopios, lupas y no a otros medios transparentes. Se aclara una preconcepción que poseen los estudiantes de que el espejo emite la luz cuando conocemos que lo que hace es reflejarla.

A partir de esta reflexión se razona conjuntamente con ellos que el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión. Se les pide piensen en algún ejemplo donde esta ley se manifiesta

Observación de diferentes fenómenos:

Se observa un texto, una figura a través de una lente convergente y se solicita a los estudiantes describir lo que observan, se completan los criterios con el aporte que hacen los diferentes estudiantes y el docente.

Posteriormente fue repetido el ejercicio con un lente divergente a partir de la observación del fenómeno, se arribó conjuntamente con los estudiantes a una definición de lentes y sus diferentes tipos. Se usó el libro de texto, el diccionario y las enciclopedias mediante la computadora. A continuación se planteo la siguiente situación problémica.

Situación problémica:

¿Todas las lentes se comportan igual al ser atravesadas por un rayo de luz?

Se mostró mediante el equipo de óptica diseñado al efecto el comportamiento de un haz de luz al atravesarlas (una convergente y otra divergente).

Se les pidió a los alumnos que observaran:

1. La forma que tienen las caras de los lentes.

2. El grosor.

3. El comportamiento del haz al atravesarlos.

4. Que clasifiquen los lentes según lo anterior en convergentes y divergentes.

Se les orientó a los estudiantes que hicieran un resumen parcial de lo analizado y observado (Solo se estudian los de caras esféricas). En este resumen se hace énfasis en la interpretación de los aspectos (uno y cuatro). Al indicar tareas que requerían de poner en juego la interpretación se estimuló esta capacidad, es de destacar que este tipo de tarea donde el estudiante debe explicar, analizar, describir e interpretar fue considerada por ellos como “muy difíciles”.

Para vincular este fenómeno con situaciones cotidianas de la vida se relató cómo los egipcios utilizaban la reflexión de la luz para alumbrase en lugares oscuros donde existiera algún haz de luz, como puede ocurrir en una caverna o en una cueva. De esta manera hacían incidir el rayo de luz en diferentes espejos y de esta forma lograban alguna iluminación.

En pequeños grupos los estudiantes con el uso del equipo mostraron el foco y se definió la distancia focal, la cual a partir de la observación fue explicada por los mismos, lo que permitió introducir la ecuación de la lente para su posterior uso en la solución de diferentes tareas.

Como se trabajó el contenido con un enfoque problematizador se desarrollaron diferentes preguntas que se muestran a continuación:

Preguntas:

¿Será posible modelar este fenómeno en la computadora? A partir de esta pregunta se comenzó la interacción de los estudiantes con este recurso. Luego desarrollaron las tareas en pequeños grupos. Esta vía permitió una adecuada interacción, los estudiantes que tenían un alto dominio de la computadora ayudaron a sus compañeros, se complementaron y retroalimentaron.

Se muestra el software, se recordó por los propios estudiantes su funcionamiento. Se hace énfasis en la relación de este medio con el uso del equipo experimental. (Dibujo 1 y 3) Dibujo 1. Formación de imágenes con lentes convergentes. Ejemplo 1. (Software)

Dibujo 3. Formación de imágenes con lentes convergentes. Ejemplo 2. (Software)

Se realizaron una serie de preguntas tales como:

1. ¿Qué sucederá si el espejo del lente varía?

Se realiza la demostración por parte del profesor y los alumnos anotaron lo observado.

Otras de las preguntas realizadas mediante el uso de analogías fueron:

1. ¿Qué rayos característicos o notables estudiaste durante el tema de la formación de imágenes en espejos esféricos?

2. ¿Qué aplicaciones tiene este conocimiento en la vida?

3. ¿Qué importancia posee para el desarrollo de la sociedad?

4. ¿Se comportará igual en los lentes?

Se orientó la tarea investigativa cuyo objetivo principal fue que los estudiantes vincularan la Física con la vida.

Se analiza de manera interactiva mediante el software los diferentes rayos en los dos tipos de lentes y se compara al repetir lo mismo con el equipo experimental. Se describieron las características de los rayos de manera individual por cada estudiante, lo que permitió continuar el mejoramiento de la redacción que en el caso de este grupo presentaba serias dificultades.

Situación problémica.

¿Por qué solamente se utilizan esos rayos?

Se explicaron las razones por las cuales se tomaron estos rayos. (Se muestran los esquemas del haz completo de rayos (Dibujo 1).

Se toma muy en cuenta la preconcepción de los estudiantes de que estos rayos son los únicos que pasan por la imagen del objeto. Al realizar el experimento muchos de ellos llegan a comprender su concepción errónea.

Pregunta:

1. ¿Cómo se puede determinar la imagen formada en una lente por un objeto?

Aquí se traen ejemplos de la vida real, como lo es el caso del por qué las ambulancias llevan los letreros escritos al revés.

A continuación se sigue el trabajo con el software: (comenzar con la lente convergente).

Uso del software por parte del estudiante.

• Se pidió que colocaran el objeto entre el foco y el infinito, y buscaran su imagen, anotando sus características (mayor o menor que el objeto, real o virtual, derecha o invertida).

• Se situó el objeto más cerca del foco y se anotaron las características de la imagen.

• Luego con el objeto sobre el foco se anotaron las características de la imagen.

• Por último, se situó el objeto entre el foco y la lente. Se pedió que anotaran lo que ocurre cuando se forma la imagen.

A partir de las anotaciones se realizaron comentarios y cuestionamientos, puntualizándose las leyes fundamentales de la óptica manifestadas. Posteriormente se realizó la demostración con el software para una lente divergente. Aquí se hizo énfasis en la característica de los métodos de observación y demostración, cuales son sus posibilidades y su empleo en otras ramas del saber.

Se le pidió a los estudiantes que elaboraran preguntas, y se preguntaron las siguientes:

1. ¿Cuándo alejamos el objeto de la lente, hacia dónde se mueve la imagen?

2. ¿Se podrá formar una imagen entre el foco y la lente?

3. ¿Qué sucederá con las pendientes del rayo paralelo refractado a medida que alejamos el objeto de la lente?

Se invitó a los alumnos a razonar acerca del tamaño de la imagen, su distancia con respecto a la lente, el foco y la pendiente (se vincula la parte matemática).

Se planteó el caso del objeto en el foco y entre el foco y la lente:

1. ¿Qué sucede con su imagen? ¿Se obtiene una imagen después de la lente? ¿Si o No?

2. ¿Qué características tiene?

Se mostró cómo los rayos no se cruzan, por lo que no se obtiene una imagen real y que al prolongarse las direcciones de los rayos estos se cruzan del lado donde se encuentra el objeto.

Pregunta:

1. ¿Si se coloca una pantalla en esa prolongación de esos rayos se obtendrá la imagen? ¿Si o No? Explique.

Se le entrega una lente llamada Lupa al estudiante para que observe las letras de su cuaderno.

1. ¿Qué observas al mirar las letras?

2. ¿El tamaño de las letras es el mismo?

3. ¿Consideras que la imagen observada es el mismo objeto o no?

4. ¿Qué hace que estos rayos que no se juntan cuando atraviesen la lente, forman la imagen?

5. ¿Acaso está interviniendo el ojo humano?

Con las respuestas a estas preguntas se contribuye al desarrollo de procedimientos lógicos del pensamiento como el análisis, la síntesis, la explicación, así como la capacidad de abstracción. Además se vinculan estas manifestaciones de fenómenos ópticos con procesos de la vida real.

Con el equipo de experimentación se realizó el mismo ejercicio para mostrar las imágenes virtuales.

Dibujo 2. Formación de imágenes con lentes convergentes.

Dibujo 4. Lupa.

Tareas Investigativas:

1.- Dadas dos lentes cuyas distancias focales se conocen:

• ¿En qué posición se deben colocar de tal manera que formen una imagen real de un objeto?

• ¿Qué condición debe cumplirse para que no se forme una imagen real?

• Esquematice el funcionamiento de un telescopio.

Se dará solución a la tarea mediante el Software.

2.- Explique el funcionamiento del microscopio a partir de la tarea investigativa

• Analiza qué sucede al mantener un objeto fijo (su posición) y varíe la curvatura de la lente.

Fue muy importante propiciar un clima de colaboración entre los alumnos, esto se logró cuando se formaron los pequeños grupos. Se tuvo en cuenta que los alumnos no se unieran por una mera simpatía, si no más bien que existiera un balance, no solo del rendimiento académico, sino también de otras cualidades como: alumnos populares en el grupo, retraídos y tímidos, entusiastas, líderes, para que se lograra un clima relacional que posibilitó el desarrollo de cada miembro del equipo. Se afianza el principio que planteaba Vigotsky que la formación de pequeños grupos debe tomar muy en cuenta el diagnóstico individual del estudiante.

Sugerencias al docente.

Se pueden introducir las clases mediante un diálogo con los estudiantes acerca de los conocimientos adquiridos anteriormente y de las preconcepciones que poseen ellos al llamar a los anteojos, microscopios, lupa, lentes etc. y no a otros medios trasparentes, por lo que se establecerá un debate para llegar a la definición. Se pedirán nuevos ejemplos de lentes.

El estudio de los diferentes tipos de lentes se realizará mediante el equipo diseñado para el trabajo en el aula, los alumnos reconocerán mediante el tacto las diferencias entre lentes (bordes finos o gruesos, centro con mayor espesor o no), y mediante el comportamiento de un haz de rayo de luz que los atraviese. En todo momento serán los alumnos los que den sus valoraciones y el resultado de las observaciones. Se mostrará el foco y la distancia focal.

Se les puede pedir que investiguen el tipo de lentes que poseen los espejuelos de los alumnos o de las personas que por necesidad requieren traerlos. (Significación personal y social).

Se mostrará cómo se puede modelar esta demostración mediante la computadora y se compararán los resultados que se obtienen de forma práctica con el equipo y los que se muestran en la misma. Se le debe mostrar las potencialidades del software.

Permitir que los alumnos realicen las acciones que se solicitan, estimulando la participación de aquellos estudiantes que no lo hacen frecuentemente. Se sugiere que expresen sus opiniones acerca de lo que sucedería cuando el espesor de la lente varía, es importante estimularlos a que realicen preguntas, ya que habitualmente es el docente quien lo hace.

Se tomarán en cuenta las preconcepciones de los estudiantes para mostrarles que los rayos de luz en lentes convergentes no acaban su trayectoria en el punto en que convergen, como ellos piensan. (Interactivo, colaborativo, contextualizado)

Se analizará de manera conjunta y con el uso del software las características de los rayos notables en las lentes y se establecerá una analogía con lo que sucede con los espejos esféricos. A través del procedimiento citado se aborda la obtención de imágenes mediante el software y luego su comprobación experimental con el uso del equipo.

Se les irán planteando tareas investigativas (teóricas y experimentales) a fin de mostrar la utilidad del estudio de la Óptica para ellos, tales como: ¿Cómo podrías prender una fogata en una excursión con una lente?, aquí se propicia una explicación teniendo en cuenta lo estudiado sobre las lentes.

Se puede plantear la siguiente tarea investigativa: diversos dispositivos ópticos tales como: lupa, microscopio, proyectores de cine y de vista fija, cámaras fotográficas, telescopios astronómicos y láseres tienen gran importancia actualmente en la ciencia, la técnica, y la sociedad en general. Realiza un trabajo investigativo por equipo donde expliques: a) Importancia de ellos b) Su funcionamiento.

En las personas miopes, la imagen nítida de un objeto se forma delante de la retina del ojo. En los hipermétropes, la imagen nítida tanto lejana como cercana, se formaría fuera del globo del ojo, detrás de la retina. Para corregir la miopía se utilizan lentes divergentes y para rectificar la hipermetropía, lentes convergentes. Explica cuál es la función de las lentes en cada caso. Qué interpretación errónea puede manifestarse en estas problemáticas?

Preguntas tales como:

1. ¿En qué se diferencia el ojo humano de una cámara fotográfica?

Este tipo de pregunta desarrolla el pensamiento interpretativo en el estudiante así como el manejo de diferentes fuentes de información lo que potencia el desarrollo cultural de ellos.

A continuación aparecen una serie de consideraciones metodológicas a partir de la puesta en práctica de la alternativa en otros subtemas del tema de Óptica.

Tema: ¿Qué es la luz?

Actividades

• Utilizar la idea acerca de la propagación rectilínea de la luz para estudiar la formación de sombras.

• Comprobar que la iluminación de los cuerpos depende de la distancia de la fuente de luz a sus superficies, de la inclinación del haz de luz respecto a dichas superficies y de la intensidad luminosa.

• Ilustrar las diferentes formas que puede adquirir un haz de luz y mostrar que un haz luminoso estrecho puede interpretarse como un rayo de luz.

• Mostrar que la luz no se propaga en línea recta en un medio no homogéneo.

• Mostrar que cuando varios haces luminosos se cruzan entre sí, se comportan de modo independiente.

• Mostrar que cuando la luz blanca atraviesa un prisma se obtiene unn prisma de colores.

• Comprobar que la luz blanca es el resultado de la composición de luz de varios colores.

• Mostrar que al hacer incidir el espectro de colores de la luz blanca sobre diferentes cuerpos estos absorben unos colores y reflejan otros.

Medios:

• Software.

• Equipo de experimentación.

Aplicaciones prácticas y situaciones problémicas.

• Eclipses.

• Cristales polarizados (espejuelos, etc).

Preguntas y problemas:

Velocidad de la luz: Sabemos que la luz es una onda y que una característica esencial de esta es su velocidad. Indaga acerca de la velocidad de propagación de la luz en diferentes medios.

Intensidad luminosa: (Experimental) ¿De qué factores dependerá la iluminación de determinada superficie? Diseña y lleva a cabo algunos experimentos para apoyar tus suposiciones.

Iluminación: Ya sabemos que la visibilidad de los objetos depende de la facilidad que ellos tengan para reflejar la luz. ¿De qué otros factores dependerá la nitidez con que lo vemos?

Propagación rectilínea: Para evitar que la luz de un bombillo nos deslumbre, interponemos entre él y nuestros ojos, una libreta, una mano u otro objeto opaco. ¿Qué puedes expresar a partir de situaciones como la anterior, acerca de la dirección de propagación de la luz?

Propagación rectilínea: (Experimental) Proyecta la luz de una linterna sin lente sobre una pantalla, por ejemplo, una hoja de papel, y a continuación coloca un cuerpo opaco entre la linterna y la pantalla :a) ¿qué sucedería con la forma de la sombra del cuerpo si la luz no se propagase en línea recta?, b) observa cómo varía el tamaño de la sombra en dependencia de las distancias entre la linterna, el cuerpo y la pantalla; c) explica los resultados obtenidos con ayuda de un dibujo esquemático.

Tema: Obtención de imágenes en espejos planos y esféricos.

Actividades:

Obtener imágenes en espejos planos y esféricos para su utilización práctica

• Ilustrar las trayectorias que siguen los rayos característicos al incidir sobre un espejo esférico (cóncavo y convexo), así como describir sus características.

• Analizar las características de las imágenes formadas mediante un espejo plano.

• Observar las diferencias entre la reflexión especular y difusa, así como comprobar que durante el fenómeno de la reflexión, los ángulos de incidencia y reflexión son iguales.

• Mostrar que el haz reflejado en una superficie especular dada, está en el mismo plano que el haz de luz incidente y que dicho plano es perpendicular a la superficie.

Medios:

• Hoja de trabajo: Se estudiarán los rayos principales, las leyes de la reflexión, la simetría del objeto y la imagen con respecto al espejo plano (A partir de Vigotsky, el estímulo0 necesario para el cambio de zona del pensamiento y la formación como investigadores, un desempeño productivo)

• Software.

• Equipo experimental

Aplicaciones prácticas y situaciones problémicas.

• Espejos esféricos en los espejos retrovisores y focos de los carros.

• Letreros invertidos en AMBULANCIAS y carros de la POLICÍA, etc.

Preguntas y problemas:

Reflexión de la luz: Cuando entramos en una habitación no podemos ver los objetos que se encuentran en ella, sin embargo, al conectar una lámpara o encender un fósforo se hacen visibles. ¿Cómo se explica esto?

Reflexión de la luz: Describe cómo veríamos el mundo a nuestro alrededor si los objetos que nos rodean fueran tal y como son, pero no poseyeran la propiedad de reflejar la luz.

Reflexión de la luz: (Experimental) Diseña y realiza un experimento mediante el cual se ponga de manifiesto la independencia de los rayos luminosos.

Leyes de la reflexión ¿Se comportará de la misma forma la luz cuando incide sobre una superficie pulida que sobre una rugosa? Argumenta tu respuesta.

Leyes de la reflexión: En el patio soleado de una escuela se encuentran varios estudiantes y uno de ellos juega con un espejo. ¿Cómo puede enviar un haz de luz solar sobre otro de los estudiantes? Representa esquemáticamente la situación y dibuja el recorrido de un de los rayos del haz.

Leyes de la reflexión: Sobre una cartulina utilizada en el experimento anterior, se ha marcado la huella del haz de luz que incidió sobre el espejo. ¿Qué puedes concluir en relación con los ángulos que forman el rayo incidente y el reflejado con respecto a la perpendicular al punto donde el rayo incidente choca con el espejo y se desvía? ¿Qué puedes decir del rayo reflejado, el rayo reflejado y la perpendicular o normal a la superficie en el punto de incidencia del rayo? ¿Cómo pudieras comprobar tus suposiciones?

Leyes de la reflexión: (Experimental) Utilizando una linterna con un diafragma de una rendija, un espejito plano y un círculo de cartulina graduado, verifica las leyes de la reflexión de la luz.

Formación de imágenes en espejos planos: Diariamente observas tu imagen en un espejo plano. ¿Qué puedes platear acerca de las características de la imagen si la comparamos con el objeto que se coloca frente al espejo? Analizando el fenómeno que se pone de manifiesto y las características de la imagen, intenta explicar cómo se forma esta.

Formación de imágenes en espejos planos: (Experimental) Sitúa un objeto en forma de flecha, frente a una espejo plano. Determina la imagen que se forma aplicando las leyes de la reflexión de la luz y utilizando la propiedad de simetría. Analiza las características de esta imagen en relación con el objeto.

Formación de imágenes en espejos planos y esféricos: (Tarea para la casa) Observa tu cara mediante una cuchara (cuya superficie sea lo más esférica posible) y de un espejo plano.

¿Qué puedes decir acerca de las características de las imágenes obtenidas en cada caso? ¿A qué se debe que estas no sean iguales si se cumple el mismo fenómeno?

Formación de imágenes en espejos esféricos: Según una leyenda, Arquímedes, a petición del rey Herón de Siracusa, diseñó y preparó la defensa de la ciudad y logró incendiar las naves enemigas con la luz del Sol. Para ello colocó grandes espejos esféricos en las murallas de la ciudad. ¿Cómo explicarías este hecho? ¿Estos espejos serían cóncavos o convexos? Argumenta tu respuesta.

Tema: La refracción de la luz.

Actividades:

• Consolidar la idea acerca de la variación de la dirección de propagación de la luz cuando viaja por un medio no homogéneo y definir los rayos incidente y refractado.

• Mostrar que cuando la luz se propaga de un medio de mayor densidad óptica a otro de menor, puede ocurrir el fenómeno de reflexión total interna; si la luz incide en el límite de ambos medios con un ángulo determinado.

• Definir los ángulos de incidencia y refracción, así como mostrar la relación existente entre el ángulo de incidencia y el de refracción cuando la luz incide en la superficie de separación entre dos medios.

Medios:

• Software.

• Equipo experimental.

Preguntas y problemas:

Refracción de la luz: ¿ Por qué un lápiz que se encuentra dentro de un vaso, que contiene agua, se observa como si estuviera quebrado en la superficie de separación entre el aire y el agua ?

Reflexión total de la luz: Un buzo se encuentra investigando los fondos marinos en busca de restos de barcos antiguos. ¿Crees que haya podido observar restos de un naufragio si entre él y el barco hundido existe una elevación pronunciada? Argumenta tu respuesta.

Leyes de la refracción: Representa el ángulo de incidencia y el de refracción de un rayo de luz que emerge de una piedra que se encuentra en el fondo del mar y que es vista por un niño fuera del agua.

Leyes de la refracción: (Tarea a largo plazo) Realiza un trabajo investigativo acerca de cómo se obtienen los colores de las imágenes en un televisor a color.

Tema: Obtención de imágenes en lentes

Actividades:

• Obtener imágenes en lentes para su aplicación práctica.

• Ilustrar las trayectorias que siguen los rayos característicos al incidir sobre una lente (convergente y divergente), así como describir sus características.

• Montar un modelo de microscopio y otro de un telescopio, así como analizar el principio de funcionamiento de estos instrumentos.

Medios:

• Guía de trabajo: Indicaciones de cómo operar con el software y el equipo para un aprendizaje que lleve a la generalización. (Aquí de la interacción se llega a las leyes)

• Rayos principales en las lentes (tarea investigativa por analogía)

• Características de las lentes (tarea investigativa)

• Paso de un rayo de luz de un medio más refringente a uno menos

• Paso de un rayo de luz de un medio menos refringente a uno más.

• Software.

• Equipo experimental.

Aplicaciones prácticas y situaciones problémicas:

• Cámara fotográfica (diseñar y construir )

• Proyector de cine

• Microscopio (diseñar y construir)

• Telescopio (diseñar y construir)

• Lupa

Preguntas y problemas:

Lentes: En la construcción de diversos dispositivos ópticos, (lupa, microscopio, proyectores, cámaras fotográficas, telescopio, etc.), se utilizan lentes y a través de ellos se observan imágenes con diferentes características. ¿Qué características tienen estas lentes y las imágenes formadas por ellas?

Lentes: ¿Cómo podrías prender una fogata en una acampada con una lente? Proporciona una explicación teniendo en cuenta lo estudiado sobre las lentes.

Lentes: Dibuja una lente convergente de distancia focal 2 cm. Sitúa un objeto AB sobre el eje óptico principal a 5 cm de la lente. Determina la imagen de este objeto a través de un esquema, utilizando los rayos característicos. Menciona las características de la imagen obtenida.

Seminario Integrador

Objetivo:

• Consolidar los conocimientos y las habilidades adquiridas durante el estudio de la unidad para lograr un aprendizaje que los prepare para la vida.

Preguntas y problemas:

• Confecciona un listado de los conceptos e ideas esenciales estudiadas en este tema.

• Explica que es la luz para ti.

• ¿Qué fenómenos confirman la teoría corpuscular de la luz?

• ¿Qué fenómenos confirman la teoría ondulatoria de la luz?, y ¿cuál nos permite conocer el tipo de onda que es?

• (Experimental). Sitúa varios alfileres en posición vertical, de tal modo que estén en línea recta. Si colocamos uno de nuestros ojos en línea recta con los alfileres, el primero de ellos nos impide ver el resto. ¿Cómo se explica esto?

• (Experimental) Construye una cámara oscura. Haz un pequeño orificio (2-3 mm) en el fondo de una lata de conservas. Cubre el lado abierto de la lata con algún material traslúcido. En una habitación oscura, dirige la lata por el lado del orificio hacia una vela encendida. El orificio de la lata debe quedar a unos 10-15 cm de la vela. Observa la imagen formada. Explica la formación de la imagen por medio de esquemas y el trazado de rayos.

• Cuando nos sentamos alrededor de una fogata y observamos las caras de las personas que tenemos enfrente, notamos ciertas deformaciones. ¿Cómo se explica esto?

• ¿Es posible que un rayo de luz incida en la superficie de separación entre dos medios y que continúe sin desviarse?

• Describe un ejemplo que ponga de manifiesto que la nitidez con que vemos un cuerpo depende no sólo de la iluminación de su superficie y de las características de esta , sino también de la luz que llega a nuestros ojos procedente de otros objetos, es decir del contraste.

• ¿De qué colores son los haces luminosos que reflejan: a) una hoja de papel blanco; b) un pañuelo azul;

c) una hoja de papel negro.

• ¿Con la luz de qué color es necesario iluminar un pedazo de papel rojo para que deje de ser visible?

• Una piscina parece tener menor profundidad llena de agua que vacía. ¿Cómo se explica esto?

• (Experimental). Comprueba qué sucede con la imagen obtenida mediante una lente convergente, al cubrir esta con un papel dejando en su centro un orificio circular. ¿Cómo se explica lo observado?

• ¿En qué se asemejan y diferencian el ojo humano y una cámara fotográfica?

• En las personas miopes, la imagen nítida de un objeto alejado se forma delante de la retina del ojo. En las hipermétropes, la imagen nítida de los objetos, tanto lejanos como cercanos, se formaría fuera del globo del ojo, detrás de la retina. Para corregir la miopía se utilizan lentes divergentes y, para rectificar la hipermetropía, lentes convergentes. Explica cuál es la función de las lentes en cada caso.

• Representa una lente convergente cuya distancia focal es 5 cm. Construye las imágenes de un objeto cuando se sitúa a una distancia de la lente: a) 10 cm, b) 4 cm.

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