El Experimento Ultravioleta de Ritter

PROPOSITO/OBJETIVO: Realizar una versión del experimento de 1801, en el cual la luz ultravioleta fue descubierta por vez primera por Johann Wilhelm Ritter.

ANTECEDENTES: Después de aprender acerca del descubrimiento de la luz infrarroja por William Herschel la cual él detectó más allá de la porción roja visible del espectro en 1800, Johann Ritter empezó a conducir experimentos para ver si él podía detectar luz invisible más allá de la porción violeta del espectro. En 1801, estaba experimentando con cloruro de plata, el cual se convertía en color negro cuando era expuesto a la luz. El había escuchado que la luz azul causaba una reacción mayor en el cloruro de plata que la luz roja. Ritter decidió medir la velocidad a la cual el cloruro de plata reaccionaba a los diferentes colores de la luz. Dirigió la luz solar a través de un prisma de vidrio para crear un espectro (el arco iris creado cuando la luz es dividida en sus colores). Posteriormente, colocó el cloruro de plata en cada color del espectro y encontró que mostraba poco cambio en la parte roja del espectro, pero más oscura en la parte violeta al final del espectro. Johann Ritter decidió colocar el cloruro de plata en el área exactamente más allá del término violeta del espectro, en una región donde la luz solar no era visible. Para su asombro, esta región mostró la reacción más intensa de todas. Esto demostró por vez primera que una forma invisible de luz existía más allá del término color violeta del espectro visible. Este nuevo tipo de luz, la cual Ritter llamó Rayos Químicos, empezó a ser conocida como luz ultravioleta o radiación ultravioleta (la palabra ņultraî significa más allá). A pesar de que el procedimiento para esta actividad es ligeramente diferente al experimento original de Ritter, usted podrá obtener resultados similares.

MATERIALES: Un prisma de vidrio, papel heliográfico, amoníaco de uso doméstico, agua tibia, una cacerola cuadrada pequeña y poco profunda, una pieza de cartón ligeramente más larga que la cacerola, agua, un marcador negro delgado, una plataforma o base para el prisma o una caja de cartón (puede servir una caja de papel para fotocopias), tijeras, una regla, una hoja de papel blanco y cinta adhesiva. NOTA:EL PAPEL HELIOGRAFICO ES EXTREMADAMENTE SENSIBLE A LA LUZ-MANTENGALO EN UN AREA OSCURA HASTA QUE SE NECESITE PARA SER COLOCADO EN EL ESPECTRO PRODUCIDO POR EL PRISMA EN EL EXPERIMENTO.

NOTA: Este experimento usa amoníaco para revelar el papel heliográfico. Esta sustancia deberá ser manejada solamente por un adulto. Para reducir los vapores del amoníaco e incrementar la seguridad, realizamos una prueba para detectar la cantidad a la que el amoníaco pudiera ser diluído y aún efectivo para revelar el papel heliográfico en un tiempo razonablemente corto. Presione aquí para ver los detalles de esta prueba. Nuestros resultados demostraron que una mezcla de 90% de agua muy tibia y 10% de amoníaco trabaja muy bien para el papel heliográfico expuesto a sus vapores por 90 segundos.

Para mejores resultados, lea las secciones de PREPARACION y PROCEDIMIENTO cuidadosamente antes de realizar este experimento. Los profesores deberían realizar este experimento antes que sus estudiantes lo lleven a cabo.

PREPARACION: Este experimento deberá ser conducido al aire libre en un día soleado. Condiciones de nublado variable, tales como la presencia de conjuntos de cúmulos, la presencia de neblina, polvo o vapor concentrados en la atmósfera, disminuirán la precisión en sus resultados. Sitúese en una parte con iluminación muy ténue, y corte una pieza de papel heliográfico, la cual sea ligeramente más larga que la cacerola pequeña y poco profunda, y por lo menos 4 x 4 pulgadas ( o 10 x 10 cm) de área. Mantenga la pieza del papel heliográfico protegida de la luz hasta que sea necesario. Si usted no tiene una plataforma o base para el prisma (disponible en las tiendas de artículos científicos), la forma más fácil de montar el prisma es cortar una área del borde superior de la caja de cartón. La cortadura deberá ser capaz de sostener el prisma firmemente, permitiendo su rotación alrededor del eje largo del prisma (como muestra abajo la Figura 2).Esto es, los cortes verticales "de lado" deberán estar espaciados ligeramente más cerca que la longitud del prisma, y el corte del "fondo" deberá estar localizado ligeramente más profundo que la anchura del prisma. A continuación, corte una pieza de cartón la cual sea ligeramente más larga que su pieza de papel heliográfico.

Figura 1

PROCEDIMIENTO: El arreglo del experimento está representado en la figura 1. Comience colocando plana la hoja blanca de papel en el fondo de la caja de cartón. Esto le ayudará a ver los colores del espectro más claramente. El siguiente paso requiere que usted coloque cuidadosamente el prisma de vidrio cerca del borde superior (de cara al Sol) de la caja. Si usted no tiene una base para el prisma, deslice el prisma metiéndolo en la cortada de la caja, y gire el prisma hasta que aparezca el espectro más ancho posible en una porción sombreada del papel blanco en el fondo de la caja. (Para ver las imágenes demostrando el farreglo del experimento, oprima aquí.) El lado "de cara al Sol" de la caja tiene que ser elevado, o inclinado hacia arriba para producir un espectro suficientemente ancho.
Figura 2

Sin exponer el papel heliográfico a la luz solar directa, rápidamente colóquelo en el fondo de la caja, donde el espectro es visible, con el lado coloreado del papel heliográfico de cara hacia arriba (expuesto a los colores del espectro). Asegúrese de tener una sección larga de papel heliográfico en el área más allá del término azul-violeta del espectro. Pegue el papel en las esquinas para mantenerlo inmovible (esto es más fácil si la cinta adhesiva está ya colocada en el papel heliográfico antes de colocarlo en el espectro). Inmediatamente después, siendo muy cuidadoso de no mover la caja o el papel heliográfico, use un marcador delgado para delinear sobre éste la traza alrededor de la parte visible del espectro creado por el prisma. Marque el término del color violeta del espectro con una "V". Deje el papel en la caja, expuesta al espectro, aproximadamente 30 segundos. Entonces, cuidadosamente, saque el papel y trate de no exponerlo a la luz solar durante el proceso.

Traiga la pieza de papel heliográfico a un área bien ventilada. Vierta una mezcla de 90% de agua muy tibia y 10% de amoníaco de uso doméstico en la cacerola hasta una profundidad de 1 centímetro. NOTA: La mezcla y vaciado del amoníaco deberá ser realizada por un profesor, padre de familia o un adulto. Coloque el papel heliográfico a través de la parte superior de la cacerola con el lado coloreado del papel hacia ésta, y cubra entonces el papel y la cacerola completa con la pieza de cartón. No deje que la mezcla del amoníaco haga contacto con el papel heliográfico. El cartón ayudará a contener los gases del amoníaco y reducirá el tiempo de revelado. Mantenga el papel en posición sobre la cacerola aproximadamente 90 segundos.

Una vez que el papel heliográfico sea revelado, retírese a un área lejana del amoníaco para estudiar sus resultados. Deberá haber un rectángulo blanco (o descolorado) alrededor del área donde el papel heliográfico fue expuesto al espectro solar. El área blanca deberá estar rodeada por una región mucho más oscura. Usted deberá notar que el área que fue expuesta al término rojo del espectro no está tan descolorada como el área expuesta a la región violeta. Más importante aún, deberá notar que el área descolorada del papel heliográfico se extiende más allá de la línea marcando el término violeta del espectro. Esta es la región que fue expuesta a la luz invisible ultravioleta.

Usando una regla, mida la anchura marcada del espectro visible. Posteriormente mida qué tan lejos la región descolorada del papel heliográfico se extiende más allá de la línea marcada en el término violeta del espectro. Añada estos dos números para calcular el total de la anchura de la región expuesta. Compare sus resultados a aquéllos obtenidos por sus compañeros y calcule los valores promedio de la clase.

TABLA DE DATOS/OBSERVACIONES:

Anchura del Espectro Visible Anchura de la Región Ultravioleta Anchura Total
 
 
 
 
 
 

TABLA DE CALCULOS:

Calcule el promedio de las anchuras medidas por la clase.

  Suma de las Anchuras (Asum) Número Total de Observaciones (N) Promedio de la Clase (Asum) / N
Anchura del Espectro Visible  
 
 
 
 
 
Anchura de la Región Ultravioleta  
 
 
 
 
 
Anchura Total  
 
 
 
 
 

Calcule el porcentaje de la región clareada en el papel heliográfico que fue expuesto a la luz visible y a la luz ultravioleta.

TABLA DE PORCENTAJES:
Porcentaje de Región Expuesta a la Luz Visible:
(Anchura del Espectro Visible / Anchura Total) x 100
Porcentaje de Región Expuesta a la Luz Ultravioleta:
(Anchura de la Región Ultravioleta / Anchura Total) x 100
 
 
 
 

PREGUNTAS: ¿Qué le sucedió al papel heliográfico después de que éste fue revelado? Describa qué sucedió al área que fue expuesta a la parte visible del espectro. Describa qué le sucedió al papel heliográfico en la región más allá de la parte violeta del espectro donde ninguna luz puede ser vista. ¿Qué piensa usted que exista más allá de la parte azul del espectro? ¿Piensa que esto prueba la existencia de una forma invisible de luz? ¿Por qué o por qué no? Discuta cualquier otra observación o problema.

Para nueva información sobre el experimento de Ritter vea: El Menú Principal del Experimento de Ritter.

El Menú Principal del Experimento de Ritter

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