Óptica: ¿Cuáles son algunos experimentos geniales basados ​​en las interacciones entre fotones y materia que pueden visualizarse a simple vista?

Answer 1

El patrón de difracción es genial, pero uno que puedes hacer en casa es la dispersión óptica rotatoria.

Es una lástima que no pude encontrar una buena foto de ella publicada.

Aquí está cómo hacer la demostración.

1) Adquiera 2 polarizadores, una botella de jarabe de maíz con alto contenido de fructosa o alguna otra solución transparente muy azucarada, y una lámpara que pueda apuntar en una dirección particular.

2) Coloque los dos polarizadores paralelos entre sí, y coloque la solución azucarada entre ellos, y coloque la lámpara de modo que su luz brille sobre la solución a través de un polarizador y salga del otro.

3) Observa el color de la luz que sale del segundo polarizador. Será colorido. Ahora gire el polarizador y observe cómo cambia el color.

Sucede porque las moléculas de azúcar son quirales. Es difícil explicar por qué, en términos simples, pero cuando se pone en luz polarizada, rotará la forma en que la luz está polarizada. Dado que las diferentes longitudes de onda de la luz girarán una cantidad diferente en una distancia determinada, los colores que lo hagan a través del otro polarizador dependerán de cómo se gire.

Este es el principio básico de cómo funcionan los sacarómetros industriales. Cuanto más azúcar hay en la solución, más fuerte es el efecto rotatorio óptico. Al medir los colores que salen, es posible medir la cantidad de azúcar en una solución.

Y ahora puedes impresionar a tus amigos con un experimento genial.

Answer 2

Puedes ver la luz que interfiere consigo misma en el experimento de dos rendijas:
[Fuente: Wikimedia Commons]

¿Qué hay de interactuar con la materia, como la polarización?

Los materiales tensores cambiarán los patrones de polarización de ese material, por ejemplo. Aquí hay un experimento que funciona con polarización: Rotating Light: Color, Light & Polarization

También hay otros experimentos en línea. Aquí hay una fuente: Proyectos y Actividades de Ciencias de la Luz | Exploratorium Science (Me interesan las puestas de sol de la barra de pegamento. Podría intentarlo en casa).

Answer 3

Uno muy interesante que vi en la charla del profesor Marko Loncar es la fotoluminiscencia de los centros de vacío de nitrógeno (NV) en diamante. El experimento también es realmente simple: brilló un puntero láser verde en una muestra de diamante, y brilló de color naranja. Puede leer más sobre el mecanismo de la fotoluminiscencia en la página de wikipedia (Centro de vacío de nitrógeno), pero tiene que ver con los niveles de energía electrónica de los centros NV.

No sé si esto es posible con la mayoría de los diamantes naturales o si su muestra particular tenía una concentración particularmente alta de centros de NV, pero sospecho que es posible verla.

Debería señalar que si lo está probando con un diamante tallado (como los de una joyería) y no con una muestra plana, es probable que todos en la habitación deban usar protección ocular contra el reflejo especular de la luz láser.