Color: una propuesta integradora
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Autores: Silvia Cerdeira, Helena Ceretti y
Eduardo Reciulschi. Responsable disciplinar:
Silvia Blaustein. Área disciplinar:
Química. Temática: Interacción materia y
energía. Nivel: Secundario, ciclo
orientado. Secuencia didáctica elaborada por Educ.ar.
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Propósitos generales
• Promover el uso de los equipos portátiles en el proceso de enseñanza y aprendizaje.• Promover el trabajo en red y colaborativo, la discusión y el intercambio entre pares, la realización en conjunto de la propuesta, la autonomía de los alumnos y el rol del docente como orientador y facilitador del trabajo.
• Estimular la búsqueda y selección crítica de información proveniente de diferentes soportes, la evaluación y validación, el procesamiento, la jerarquización, la crítica y la interpretación.
Introducción a las actividades
Veo, veo
¿Qué ves?
Una cosa
¿De qué color?
Color, color…
Seguramente de niños hayan jugado al popular juego veo-veo, que consiste en identificar un objeto de nuestro entorno visual por su color. ¿Qué se necesita para jugar al veo-veo? Un compañero o compañera de juego y ¡nada más! ¿Nada más? Reflexionemos unos instantes: ¿es posible jugar en un lugar sin luz?, ¿podemos jugar con los ojos cerrados?, ¿veremos los mismos colores que nuestro compañero si nos ponemos anteojos oscuros para sol?, ¿podemos jugar al veo-veo si no conocemos los colores?
Este divertido juego de nuestra infancia ofrece una oportunidad para introducir el tema del color.
Objetivos de las actividades
Que los alumnos
• Busquen y organicen información relacionada con el color.• Reconozcan las diferentes porciones del espectro electromagnético y su relación con la percepción del color.
• Relacionen la estructura química de una sustancia con su posible interacción con la luz visible.
Actividad 1. ¿Qué es el color?
Cuando queremos conocer el significado de una palabra nueva recurrimos al diccionario, le consultamos a alguna persona con mayor experiencia o a un compañero o compañera. La palabra color forma parte de nuestro vocabulario, con frecuencia la pronunciamos, la escribimos o la escuchamos. Sin embargo ¿podemos explicar su significado con facilidad?
a) Busquen en el diccionario, en textos disponibles en las bibliotecas a las que tengan acceso y/o en internet definiciones del término color. Por ejemplo, pueden consultar:
b) Relevando opiniones:
- Diseñen una encuesta para relevar opiniones de diferentes personas
acerca del color. Por ejemplo les pueden preguntar, ¿qué es el color?,
¿qué entienden ellos que es el color? o leyéndoles varias definiciones
diferentes sobre el color para que el encuestado elija una.
Tengan la precaución de anotar la información personal de los encuestados: edad, sexo, profesión u ocupación, nivel educativo, etc.
Comentario: Una forma simple de relevar la información de los encuestados es ofrecer un conjunto acotado de posibles respuestas, por ejemplo,
Edad: hasta 20 años / 21-40 años / 41-60 años / mayor de 61 años. - Una vez acordado el formato de la encuesta, armen tres equipos de trabajo. Cada equipo deberá encuestar a un mínimo de veinte personas (dentro de cada equipo pueden dividirse la tarea, por ejemplo en subgrupos de dos o tres estudiantes).
- Empleando la planilla de cálculo (Calc o Excel) determinen cuáles son las ideas acerca del color que aparecen en mayor proporción entre los encuestados, y si se observan diferencias según edad o sexo, u otra de las características de los encuestados que se relevaron. Representen estas diferentes proporciones empleando los gráficos de torta.
- Realicen un resumen con las conclusiones de las encuestas
ilustrándolo con los gráficos realizados (para ello pueden emplear el
programa Writer o Word).
Reserven esta información para la actividad 3.
Actividad 2. El color como propiedad
El color es una propiedad de los materiales que les permite reflejar ciertos rayos de luz y absorber otros, produciendo en la retina una sensación específica. Para hablar de color debemos tener en cuenta tres actores fundamentales:
Antes de continuar, los estudiantes formarán tres equipos de trabajo (pueden ser los mismos que realizaron la actividad 1). La consigna es que cada equipo seleccione alguno de los tres aspectos mencionados previamente y elabore una presentación (empleando los programas PowerPoint o Impress). El material producido en esta actividad será de utilidad para la actividad 3.
Parte A. ¿Qué es la luz visible?
La luz visible es una porción del espectro electromagnético. Este comprende desde los rayos g (rayos gamma), caracterizados por alta energía (pequeña longitud de onda), hasta las ondas de radio o radiofrecuencias que poseen muy baja energía (longitud de onda grande).
Pueden visualizar el espectro electromagnético y sus diferentes zonas visitando los siguientes sitios:
También pueden consultar algunas de las secuencias didácticas de Física,
disponibles en el portal de educ.ar.
- Empleando el programa Draw u otro similar, realicen un esquema que represente las distintas regiones del espectro electromagnético. Indiquen el rango de frecuencias y longitudes de onda que comprende cada una. Cuando armen la presentación, recuerden añadir las definiciones de dichos términos y la relación entre ambos.
- La región que comprende longitudes de onda desde 700 nm (rojo) a 400 nm (violeta) es la que el ojo humano puede detectar y por ello se denomina espectro visible (luz visible). Marquen en el espectro electromagnético la porción que conocen como luz visible.
- Expresar los valores de 700 y 400 nm en metros (m), recordar que 1 nm es la milmillonésima parte de 1 m (1 nm = 1. 10-9 m).
- Descomponer la luz blanca en los diferentes «colores», de modo que pueda apreciarse un efecto similar al arcoíris. Para ello puede emplearse la superficie no impresa de un CD o DVD (el fenómeno se denomina difracción). Otra alternativa es generar un chorro de agua con una manguera y permitir que interactúe con la luz del sol. Filmen el experimento con la cámara del equipo portátil. También puede filmarse un arcoíris producto de la interacción entre la lluvia y la luz del sol.
- Cuando un haz de luz blanca atraviesa determinadas superficies (un prisma por ejemplo) se observan diferentes colores. La luz blanca comprende un conjunto de longitudes de onda determinado, las cuales viajan a diferentes velocidades cuando atraviesan el prisma y así se logra la descomposición de la luz. A partir de la descomposición de la luz blanca realizada en el ítem 4, hagan un diagrama del espectro visible que muestre la sucesión de los diferentes colores (pueden usar algún programa del equipo portátil, por ejemplo uno de dibujo como Paint o Draw).
Parte B. La visión del color en los seres humanos
La visión es el sentido que nos permite detectar e interpretar la luz visible (ver Parte A). En ella intervienen el ojo y el cerebro. En la retina hay dos tipos de células llamadas conos y bastones. Los bastones se activan en la oscuridad y permiten distinguir el negro, el blanco y los grises. Los conos se activan cuando la iluminación es intensa, captando la radiación electromagnética. El color se compone en nuestros ojos como resultado de la estimulación de tres receptores. Los tres receptores están formados por un colorante llamado retinal asociado a una proteína diferente en cada caso. El retinal es responsable de la captación de la luz. Cada complejo retinal-proteína tiene una sensibilidad diferente respecto de la luz visible. El cerebro procesa la información que le envían estos fotorreceptores y así percibimos los colores.
1. Busquen en diferentes fuentes de información (sitios en internet, textos escolares, otros libros o enciclopedias) un esquema del ojo humano e indicar sus distintas partes; en particular, ubicar la retina.
La interacción de la luz con el retinal produce cambios en su geometría y estructura química. La Figura 1 muestra las estructuras químicas del trans-retinal y cis-retinal. Las formas cis y trans corresponden a un tipo de isomería geométrica e indican la posición de los grupos de átomos unidos a un doble enlace C=C. Para obtener más información sobre isomería cis-trans consultar por ejemplo:
Isómeros geométricos o cis - trans
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Figura 1. Estructura química de los isómeros cis y trans retinal. |
2. Empleando el programa ChemSketch, representen la estructura 3D de ambas moléculas. Identifique los grupos funcionales presentes en ambas (ver secuencias «Química Orgánica (I)» y «Solventes industriales»). Escriban la fórmula molecular del cis-retinal y del trans-retinal; verifiquen que ambos compuestos poseen la misma fórmula molecular. Nota: el programa ChemSketch permite obtener la fórmula molecular de un compuesto. Usen esa opción como autocorrección.
Parte C. ¿Por qué algunos compuestos químicos son coloreados?
La luz visible de cierta energía, al interactuar con la materia puede producir cambios en su estructura electrónica.
Análogamente a la distribución de electrones en orbitales atómicos (ver
secuencias didácticas: «Teoría atómica de la materia. Construcción histórica»
y «Modelo
atómico mecánico-cuántico»), los electrones en las moléculas están
distribuidos en orbitales moleculares. Si la energía de un fotón es
igual a la diferencia de energía entre dos niveles electrónicos de una
molécula, un electrón puede absorber esa cantidad de energía y pasar a
un nivel energético superior (ver figura 2). Visiten Fotón,
ventanas al universo
para consultar información acerca de los fotones. Este estado de
mayor energía es un estado excitado; al volver al estado fundamental la
energía absorbida puede ser emitida en forma de radiación
electromagnética. Todas las sustancias cambian de estado electrónico
cuando interactúan con la radiación electromagnética de energía
apropiada. Sin embargo, solo las moléculas que absorben en la región del
espectro visible dan lugar a compuestos coloreados.
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Figura 2. Transición electrónica entre dos niveles energéticos |
Los compuestos orgánicos son adecuados para visualizar la relación entre estructura química y color. En general, las sustancias que son coloreadas tienen en su estructura química algunas similitudes.
1. ¿En qué se parecen químicamente los compuestos siguientes?
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Estructura química |
Longitud de onda |
Zona del espectro |
Color |
|---|---|---|---|
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410 |
violeta |
amarillo |
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500 |
verde |
rojo |
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580 |
amarillo anaranjado |
azul |
2. Busquen en internet la estructura química de algunas sustancias coloreadas, por ejemplo: β-caroteno, violeta cristal, índigo, azul brillante, rojo punzó, clorofila, etc. Verifiquen si tienen dobles enlaces conjugados como las moléculas de la tabla. Busquen información sobre el uso de dichos compuestos en relación con el color. Vuelquen la información obtenida en una tabla.
Para ampliar la información sobre el color, su relación con la visión, la percepción, mezcla de colores, coordenadas RGB, etc., pueden visitar los siguientes sitios:
La eficacia perceptiva del ojo humano en función de la longitud de onda
The Joy of Visual Perception (en inglés)
Additive Color Mixing of Light (en inglés)
Actividad 3. Integradora
Con el material elaborado en las actividades 1 y 2 hagan una puesta en común para que cada grupo presente los resultados obtenidos a sus compañeros.
El tema del color es abordado desde muy diversas disciplinas y actividades, como por ejemplo la arquitectura, el diseño, la moda, el arte, la gastronomía, la industria del envasado de diferentes productos que llegan al consumidor, la medicina, el paisajismo, la elaboración de mapas, el procesamiento de imágenes satelitales, etc. Pueden consultar las páginas del Grupo Argentino del Color (GAC) y de la International Colour Association (AIC) para ver los temas tratados en los diferentes congresos y reuniones de especialistas.
Este material puede funcionar como disparador para trabajar en las diferentes asignaturas (ciencias, artes, tecnología, comunicación, etc.) y conjuntamente organizar una feria de ciencias escolar cuyo eje temático sea el color.