Experimentos de óptica con bolitas de hidrogel para plantas

Hace unos días Arantza, de cienciaylapicero, nos propuso a Belén, de experCiencia, y a mí, publicar un experimento de la misma temática y de forma simultánea en nuestros blogs coincidiendo con la Semana de la Ciencia. Entre las tres elegimos la luz y estos son los resultados: Arantza y los suyos se han divertido pintando con luz mientras que Belén y sus pequeños científicos nos han sorprendido creando, nada menos, que hologramas. Nosotros nos hemos decantado por un experimento algo más clásico con bolitas de hidrogel. Esperamos que os guste.

Las bolitas de hidrogel son esas pequeñas esferas que se colocan como sustituto del agua en jarrones con flores o plantas. Están hechas de un polímero superabsorbente, la poliacrilamida. Los polímeros superabsorbentes (llamados SAP, del inglés, super absorbent polymer) tienen la propiedad de absorber enormes cantidades de fluidos. Pueden llegar a absorber agua unas 300 veces su masa, y 800 veces si se trata de agua destilada.

Aparte de tener muchísimas aplicaciones (se usan en agricultura, limpieza de vertidos, pañales, nieve artificial, etc), los polímeros superabsorbentes son estupendos para hacer una gran variedad de experimentos. Esta vez vamos a utilizar las bolitas de hidrogel para disfrutar de un experimento de óptica, en concreto sobre el fenómeno de la refracción de la luz.

Las esferas de hidrogel son pequeñas y muy llamativas, por lo que es posible que los niños pequeños las ingieran o inhalen. Las bolitas podrían hincharse en el interior del cuerpo y provocar obstrucciones respiratorias o intestinales. Por este motivo, la presencia de un adulto es fundamental en la realización del experimento. Estas bolitas no son un juguete, una vez acabado el experimento deben retirarse.

Materiales:

• Bolitas de hidrogel incoloras. Se pueden encontrar en jardinerías, floristerías o en tiendas multiprecio. Un paquete cuesta menos de un euro.
• Agua.
• Recipientes, preferiblemente transparentes.
• Botella de plástico.
• Un dibujo o una foto.

Procedimiento:

• Pon las bolitas en un recipiente grande con bastante agua y espera a que se hinchen.

• Al cabo de unas horas las bolitas se habrán vuelto invisibles.
• Si alguien que no sabe que en el recipiente hay algo más que agua introduce la mano, se llevará una gran sorpresa.

• Saca las bolitas del agua y ponlas dentro de una botella. Añade agua poco a poco y verás cómo irán desapareciendo.

• Haz un dibujo en un papel y coloca sobre él, un recipiente transparente lleno de bolitas (sin agua). El dibujo se irá revelando según vayas añadiendo agua.

¿Qué ocurre?

Cuando la luz cambia de medio, por ejemplo de aire a agua, experimenta un cambio de velocidad y en la mayoría de los casos de dirección (no variará si la luz incide incide perpendicularmente). Este fenómeno se conoce como refracción de la luz. El cociente entre la velocidad de la luz en el vacío y la velocidad de la luz en un medio, se llama índice de refracción y se representa con la letra n.  Cada medio tiene un índice de refracción y cuanto mayor sea, más despacio viajará la luz en ese medio.

Cuando están hinchadas, las bolitas de hidrogel son prácticamente agua, así que, su índice de refracción es muy parecido al del agua. Si se colocan dentro de un recipiente lleno de agua, la luz no va a experimentar muchos cambios de dirección y velocidad al atravesarlas, lo que las convierte en invisibles.

De la misma forma, el dibujo colocado debajo de un recipiente que contiene bolitas hinchadas se aprecia con nitidez una vez que se llena de agua.

Los padres tienen la responsabilidad de elegir las actividades que según su criterio son seguras para sus hijos. Todas las actividades propuestas en Educaconbigbang deben estar siempre supervisadas por un adulto.