Introducción
Este artículo es parte del "Concurso Explorando Territorios Científicos t2 World y DeSci México. Participante: Gerardo Uriel Perez Rojas. Artículo divulgativo 2."
El avance tecnológico ha permitido que los conceptos más complejos sean accesibles para todos, incluso para los más jóvenes. Uno de estos conceptos es el holograma, una ilusión óptica que nos permite visualizar imágenes en 3D a partir de representaciones en 2D. A través de este taller, los participantes podrán aprender a construir una pirámide holográfica utilizando materiales sencillos como acetato, tijeras y un dispositivo electrónico. Además, se explorarán los principios físicos que hacen posible este fenómeno, incluyendo la Ley de Snell, la refracción y la reflexión de la luz.
Este taller no solo es entretenido, sino que también permite a los participantes comprender conceptos fundamentales de óptica y física de manera práctica y didáctica. Al final de la actividad, cada participante habrá construido su propia pirámide holográfica y tendrá una comprensión más clara de cómo funciona la tecnología detrás de los hologramas.
¿Qué es un holograma?
Los hologramas han sido parte del imaginario popular gracias a la ciencia ficción, donde a menudo se presentan como imágenes tridimensionales que flotan en el aire. Aunque no todos los hologramas tienen ese nivel de complejidad, el principio básico sigue siendo el mismo: crear una ilusión de profundidad y tridimensionalidad a partir de imágenes en 2D.
En términos simples, un holograma es una técnica que utiliza la luz para proyectar una imagen tridimensional en el espacio. Para crear esta ilusión, se hace uso de fenómenos físicos como la reflexión y la refracción, que permiten que la luz viaje y se desvíe de manera controlada para formar una imagen que parece "salir" de la pantalla.
Materiales
Para llevar a cabo este taller, se necesita lo siguiente:
- Acetato
- Tijeras
- Celular u otro dispositivo electrónico
- Cinta adhesiva transparente
- Algo para marcar (lapicero, plumón u otro)
Estos materiales son fáciles de conseguir y permiten construir la estructura básica de una pirámide truncada, que será utilizada para proyectar el holograma.
Procedimiento
El proceso para crear la pirámide holográfica es sencillo y divertido:
- Dibuja y corta los trapecios: En el acetato, dibuja cuatro trapecios con una base mayor de 6 cm, una base menor de 1 cm y una altura de 5 cm.
- Recorta las figuras: Con unas tijeras, corta cuidadosamente los trapecios.
- Forma la pirámide: Usa cinta adhesiva transparente para unir los lados de los trapecios, formando una pirámide truncada. Asegúrate de que las uniones se realicen por los lados diagonales, no por las bases.
- Coloca la pirámide en el dispositivo: Busca en internet un video de "hologramas 3D" y coloca la pirámide truncada sobre el centro de la pantalla, con la parte más angosta hacia abajo.
Cuando la luz del dispositivo atraviese las paredes de la pirámide, verás cómo se forma una imagen tridimensional en su interior, creando un holograma sencillo.
Teoría: Reflexión y refracción en los hologramas
Reflexión
La reflexión es el fenómeno por el cual la luz rebota en una superficie y cambia de dirección. En el caso de los hologramas creados con la pirámide truncada, las paredes de acetato reflejan la luz proveniente de la pantalla del dispositivo electrónico. Las paredes están colocadas a un ángulo de 45 grados respecto a la pantalla, lo que permite que la luz se desvíe de manera precisa y forme una imagen visible desde diferentes ángulos.
La reflexión es lo que nos permite ver la imagen proyectada en cada lado de la pirámide, dando la ilusión de que esta se encuentra suspendida en el aire.
Refracción
Además de la reflexión, el fenómeno de la refracción también juega un papel crucial en la formación del holograma. La refracción ocurre cuando la luz cambia de dirección al pasar de un medio a otro. En este caso, la luz pasa del aire al acetato, lo que causa un cambio en su velocidad y dirección.
Para comprender mejor este fenómeno, se utiliza la Ley de Snell, que relaciona el ángulo de incidencia de la luz con el ángulo de refracción. Según la Ley de Snell, podemos calcular el ángulo con el que la luz se refracta al atravesar las paredes de la pirámide. En este caso, el ángulo de refracción es de aproximadamente 28.5°. Este desvío controlado de la luz es lo que permite que la imagen en 2D parezca tridimensional cuando la miramos desde fuera de la pirámide.
Tipos de hologramas
Existen varios tipos de hologramas, cada uno con diferentes aplicaciones y niveles de complejidad. Algunos ejemplos incluyen:
- Hologramas de transmisión: Estos hologramas se ven cuando la luz atraviesa la imagen, y se utilizan en aplicaciones industriales y científicas.
- Hologramas de reflexión: Como los que se generan con la pirámide truncada, son visibles cuando la luz se refleja en una superficie, creando una imagen tridimensional visible desde distintos ángulos.
- Hologramas digitales: Utilizan computadoras para crear imágenes tridimensionales sin la necesidad de estructuras físicas como pirámides o acetatos.
En este taller, los participantes están construyendo un holograma de reflexión, que, aunque sencillo, ilustra los principios básicos que se aplican en hologramas más avanzados.
Reflexión final: La importancia de la óptica en la vida diaria
El estudio de la luz y los fenómenos ópticos ha sido fundamental en el desarrollo de muchas tecnologías modernas. Desde lentes de contacto hasta cámaras, pasando por la fibra óptica y los hologramas, la óptica es una rama de la física que tiene aplicaciones prácticas en casi todos los aspectos de nuestra vida diaria.
A través de talleres como este, los participantes no solo aprenden a crear sus propios hologramas, sino que también descubren cómo funcionan los principios ópticos que los hacen posibles. Además, este tipo de actividades despiertan la curiosidad científica, fomentando el interés por la ciencia y la tecnología desde una edad temprana.
Conclusión
El taller de construcción de pirámides holográficas ofrece una oportunidad única para aprender de manera práctica y lúdica sobre los fenómenos de la luz. Al crear una estructura simple que aprovecha la reflexión y la refracción, los participantes pueden ver cómo se forman imágenes tridimensionales a partir de pantallas planas. Este tipo de actividades demuestran que la ciencia no solo se trata de fórmulas y teorías, sino también de la capacidad de aplicar estos conocimientos para crear experiencias fascinantes.
A medida que avanzamos hacia una era cada vez más tecnológica, comprender los principios básicos de fenómenos como la óptica será fundamental para poder aprovechar al máximo las herramientas y avances que nos rodean. Y qué mejor manera de empezar que creando un holograma con tus propias manos.
Referencias
NASA. (n.d.) Stars: Basics
Snell, W. (1621). La ley de la refracción
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