Estimación de la distancia a las estrellas usando una linterna
Presentación
Esta actividad es continuación de la anterior. Las estrellas son objetos similares a nuestro sol, pero que están mucho más lejos. Para estimar su distancia podemos comparar su brillo con el de una estrella artificial hecha con una linterna envuelta en papel de aluminio.
¿Qué sabemos sobre las estrellas?
Las estrellas son objetos similares a nuestro sol, pero que están mucho más lejos. Para estimar su distancia podemos comparar su brillo con el de una estrella artificial hecha con una linterna envuelta en papel de aluminio. A falta de más información, podemos suponer que la estrella es tan brillante como nuestro sol.
¿Qué necesitamos?
-linterna -regla -metro -papel de aluminio -agujas de coser
¿Cómo se hace?
En primer lugar debemos saber la potencia de la bombilla de la linterna: normalmente lo pone en el casquillo. Si no es así, hay que medir con un polímetro la resitencia r de la bombilla, y calcular la potencia p = v2/r, donde v es el voltaje de las pilas.
Ahora vamos a fabricarnos una estrella artificial. Para ello midamos el diámetro del foco de la linterna y calculemos el área de salida de la luz. Tapemos ahora esa salida con papel de aluminio, en el que previamente hemos hecho un orificio con una aguja de coser, que debe quedar más o menos centrado. Es importante que el papel de aluminio no se arrugue, pues si no saldrán muchas “estrellas artificiales”.
El orificio hecho es un círculo de diámetro aproximadamente igual al de la aguja. Para medir éste, si no nos lo da el fabricante, se pueden poner varias agujas iguales juntas hasta completar 1 cm: el diámetro de una de ellas será por tanto 1/n cm.
En un día soleado, saca al aire libre el fotómetro y la bombilla de 100 w. Pon el fotómetro entre el sol y la bombilla, a una distancia tal que los dos lados del fotómetro aparezcan igualmente brillantes. Mide la distancia d1, en metros, del fotómetro a la bombilla. Usando la misma relación que en el punto anterior, y sabiendo que la distancia del sol a la tierra es aproximadamente d2 = 150.000.000 km, calcula la potencia del sol. Ese pequeño orificio es nuestra “estrella artificial”. Por él saldrá una luz cuya potencia p está relacionada con la de la bombilla y con la relación de las áreas de salida de la luz:
Potencia de la estrella artificial = potencia de la bombilla · área del orificio / área linterna
Por la noche, y con ayuda de un compañero, aleja tu estrella artificial hasta que la veas igual de brillante que una estrella del cielo. Mide la distancia d entre tu estrella artificial y tú, en metros.
Para estimar la distancia de esa estrella, necesitarías saber su potencia (llamada también luminosidad). Como no la sabes, supón que es igual a la del sol (4·1026w).
Si la estrella del cielo, de potencia 4·1026 w y que está a una distancia de nosotros d en metros, se ve igualmente brillante que nuestra estrella artificial de potencia p que está a una distancia d, se cumplirá:
4·1026 / d2 = p/d2
De ahí puedes calcular d. Pásalo a años luz (1 a.l.=1013 km).