Física de primaria y secundaria · Grades 1–9
3La luz y las sombras
Apaga la lámpara en una habitación sin ventanas: todo desaparece. Enciéndela: la habitación vuelve. Para ver hace falta luz. Y donde hay luz hay también sombras — tu fiel gemelo oscuro te sigue por todas las aceras soleadas. Vamos a averiguar de dónde viene la luz y cómo se forman las sombras.
3.1 De dónde viene la luz
Definición 3.1 (Fuentes de luz)
Una fuente de luz es algo que fabrica su propia luz: el Sol, una lámpara, la llama de una vela, una luciérnaga. Todo lo demás — un libro, una pelota, las paredes, tú — no fabrica luz ninguna: solo vemos esas cosas cuando les llega la luz de una fuente.
Ejemplo 3.2 (¿Fuentes o no?)
El Sol, una linterna, una cerilla encendida y la pantalla de la televisión fabrican luz: son fuentes. La Luna, un espejo y una pared blanca pueden parecer muy brillantes, pero no fabrican luz propia — solo devuelven la luz que les llega. Apaga la lámpara y el espejo más brillante se queda a oscuras.
Ejemplo 3.3 (Pruébalo: la habitación a oscuras)
Por la tarde, cierra las persianas o las cortinas de una habitación, apaga todas las lámparas y espera mientras cuentas despacio hasta . ¿Qué ves? Al principio, casi nada — sin fuente no hay luz con la que ver. Abre después la puerta una rendija: una fina raja de luz basta para devolverte las mesas, las sillas y los juguetes.
Observación 3.4 (No mires nunca al Sol)
El Sol es, con mucho, la fuente de luz más potente con la que nos encontramos. No lo mires nunca directamente, ni un instante, y menos aún con prismáticos o con una lupa: su luz es tan fuerte que puede dañarte los ojos para siempre. Del Sol se disfruta de reojo — por la luz que echa sobre todo lo demás.
3.2 Cómo se forman las sombras
Definición 3.5 (Sombra)
Una sombra es la mancha oscura que aparece detrás de algo que corta el paso de la luz. La luz no puede atravesar tu cuerpo, así que detrás de ti el suelo no recibe luz del Sol: esa mancha oscura con tu forma es tu sombra.
Método 3.6 (Cómo hacer una sombra nítida)
- deja la habitación a oscuras — las sombras se esconden cuando la luz viene de todas partes;
- enciende una sola lámpara o linterna;
- sujeta un juguete entre la lámpara y la pared;
- mira la pared: ahí está la sombra, en el lado del juguete opuesto a la lámpara.
Acerca el juguete a la lámpara: la sombra se hace enorme. Acércalo a la pared: la sombra se encoge hasta el tamaño verdadero del juguete.
Ejemplo 3.7 (Pruébalo: animales de sombra)
Con la lámpara del Método 3.6, pon las manos en la luz en vez de un juguete: dos dedos levantados hacen orejas de conejo, los dos pulgares cruzados hacen un pájaro volando. La pared enseña la forma que tus manos han recortado en la luz — una sombra guarda siempre la forma del obstáculo, visto desde la lámpara.
Observación 3.8 (Una sombra no es una cosa)
No puedes coger una sombra, ni doblarla, ni guardarla en una caja. Una sombra no está hecha de nada: es un sitio donde falta la luz. Por eso desaparece en cuanto se apaga la lámpara — no hay allí nada que se pueda quedar.
3.3 Las sombras siguen a la luz
Ejemplo 3.9 (¿De qué lado está la sombra?)
Por la mañana el Sol está a un lado de ti y tu sombra se tumba al otro lado. Ponte de cara al Sol: tu sombra se esconde detrás de ti. Dale la espalda al Sol: tu sombra se estira por delante. La sombra se coloca siempre justo enfrente de la fuente.
Ejemplo 3.10 (Pruébalo: una tiza alrededor de la sombra)
Una mañana soleada, quédate quieto en el patio mientras un amigo dibuja con tiza una raya alrededor de tu sombra. Vuelve después de comer y ponte en el mismo sitio: ¡tu sombra se ha salido de su raya de tiza y ha cambiado de largo! El Sol cambió de sitio en el cielo — y la sombra lo siguió. El capítulo siguiente acompaña al Sol durante todo su día.
3.4 Ejercicios
Ejercicio 3.1 ★
Separa en fuentes de luz y cosas que no lo son: la llama de una vela; la Luna; una luciérnaga; un espejo; una linterna; una pared blanca.
Solución
Solución de Ejercicio 3.1.
Fuentes: la llama de la vela, la luciérnaga, la linterna. No son fuentes: la Luna, el espejo, la pared blanca — solo devuelven la luz que les llega.
Ejercicio 3.2 ★
¿Por qué no se ve absolutamente nada en una habitación cerrada, sin ventanas y sin lámparas? ¿Qué falta?
Ejercicio 3.3 ★
Nombra las tres cosas que hacen falta para formar una sombra en la pared y colócalas en el orden correcto a lo largo de una línea.
Solución
Solución de Ejercicio 3.3.
Una fuente de luz, un obstáculo y una pared (o una pantalla, o el suelo) — en ese orden y en línea recta: la fuente alumbra, el obstáculo corta el paso, la pared enseña la mancha oscura.
Ejercicio 3.4 ★
El Sol está a tu izquierda. ¿De qué lado está tu sombra? Das media vuelta: ¿dónde está ahora?
Ejercicio 3.5 ★
Con el Método 3.6, haz que la sombra del mismo juguete sea primero enorme y después pequeña. ¿Qué has movido y en qué sentido?
Solución
Solución de Ejercicio 3.5.
Mover el juguete hacia la lámpara hace enorme la sombra; moverlo hacia la pared la encoge hasta el tamaño del juguete.
Ejercicio 3.6 ★
¿Se puede coger una sombra y guardarla en el bolsillo? Explica qué es de verdad una sombra, usando la Observación 3.8.
Ejercicio 3.7 ★
¿Por qué no hay que mirar nunca directamente al Sol, si mirar una lámpara solo deslumbra un poco?
Solución
Solución de Ejercicio 3.7.
El Sol es una fuente muchísimo más potente que cualquier lámpara: su luz es tan fuerte que puede dañar los ojos para siempre, no solo deslumbrarlos un instante.
Ejercicio 3.8 ★
Al mediodía el Sol cuelga alto; a última hora de la tarde cuelga bajo. ¿Cuándo es más larga tu sombra? Dibuja las dos sombras de un árbol, una para cada momento.
Ejercicio 3.9 ★★
Mía dice: “Mi sombra estaba delante de mí y, después de darme la vuelta, quedó detrás — o sea que la sombra giró conmigo”. Samuel dice que la sombra no se movió en absoluto. Piensa en el Ejemplo 3.9: ¿quién tiene razón y por qué parecía que la sombra había girado?