Traducido por Rafael Martínez-Oña

Lena y Stefanie muestran un barco de aluminio que flota en hexalfuoruro de sulfuro invisible Imágen cortesía de Herbi Dreiner

Herbi Dreiner y Tobias Strehlau describen cómo un espectáculo de física universitaria inspiró a un profesor de secundaria y a sus estudiantes a llevar a cabo su propia actuación física en la escuela. ¿Por qué no lo intentas en tu escuela?

La inspiración … en la universidad

El auditorio del Amos Comenius Gymnasium en Bonn, Alemania, está abarrotado con 400 estudiantes. Está completamente oscuro; Lena está haciendo burbujas de jabón llenas de metano, y su compañera Stefanie empuja las burbujas con una llama de gas. El resultado es una espectacular nube de gas que ilumina todo el escenario y las caras brillantes de la audiencia. Es el último de los 18 apasionantes experimentos que los 16 estudiantes de secundaria (entre los 15 y 18 años) han presentado a sus colegas en un espectáculo de física de 75 minutos.

Este proyecto fue iniciado por Werner Urff, profesor de física en la escuela secundaria, y Herbi Dreiner, un profesor de física en la Universidad de Bonn. Cada año, durante los últimos seis años, Dreiner y sus estudiantes de física de segundo curso han presentado un nuevo “Physikshow” en la universidad^w1. En las dos horas que dura la actuación, los estudiantes universitarios demuestran y explican experimentos de física divertidos y fascinantes a una amplia audiencia de chicos y jóvenes de 10 años y mayores.

Como la mayoría de los departamentos alemanes de física universitaria, el Departamento de Bonn tiene una colección de experimentos apropiados para ser mostrados en una conferencia: típicamente grandes e impresionantes, ponen de manifiesto algún fenómeno físico en particular. Algunos de los experimentos del Physikshow están tomados de esta colección; otros son inventados y fabricados por los propios estudiantes de física. Algunos son grandes y espectaculares, pero pequeños efectos especiales también pueden ser entretenidos – por ejemplo cuando se combinan con música. Todos ellos ayudan a transmitir un mensaje: la física es divertida. También es divertido lo que hacen los estudiantes universitarios puesto que no reciben ninguna nota o premio por esto. Les gusta la física y demuestran su entusiasmo a su audiencia con cada experimento.

La implementación… en la escuela

Después de un experimento, Urff y sus estudiantes de secundaria pensaron: “¿No estaría bien si hacemos un espectáculo en nuestra propia escuela?” Dreiner y ocho estudiantes universitarios, todos veteranos del Physikshow, se encargaron de la preparación. Dos meses antes de la actuación, los estudiantes de secundaria – todos voluntarios - se organizaron en parejas, cada una con un universitario de ayuda, y eligieron los experimentos de la colección de la universidad. Fueron especialmente interesantes los experimentos para los cuales no había equipamiento en la escuela, bien por que fuese muy grande o muy costoso: fue una oportunidad para que lo prestase la universidad. Estos fueron los experimentos que eligieron presentar y explicar en el espectáculo de su propia escuela.

Philipp hace visibles las ondas sonoras con una larga tubería llena de gas la cual tiene perforados una serie de agujeros en su extremo Imágen cortesía de Herbi Dreiner

Antes de los ensayos en la escuela, los jóvenes visitaron la universidad para ensayar sus experimentos con la ayuda de sus mentores. En las cuatro tardes siguientes, los estudiantes de secundaria y los mentores se juntaron en el auditorio para organizar y montar el equipamiento, ensayar los experimentos, preparar explicaciones comprensibles de los fenómenos y encontrar los mejores ángulos de filmación para la proyección en la pantalla grande del auditorio. El trabajo de la cámara lo hicieron los chicos de la propia escuela que también se encarga de la iluminación y sonido de distintos eventos en la escuela.

Kristina (izquierda) y Julia demuestran que una rama de hinojo encurtido emitirá luz visible cuando una corriente alterna pasa a través del mismo Imágen cortesía de Herbi Dreiner

Aunque no tuvieron tiempo de ensayo suficiente, el resultado final fue increíble. Los estudiantes mostraron gran confianza en si mismos y – más importante – se divirtieron con ganas. Lena y Stefanie probablemente fueron las que mejor personificaron esto. Al principio, parecían que no estaban muy motivadas o interesadas. Sin embargo, durante los ensayos, aparecieron como líderes del grupo y mostraron una gran determinación por la perfección en la ejecución de los experimentos. Después de la actuación sus opiniones habían cambiado completamente: “estamos tan contentas que volveríamos a participar. Fue muy divertido. ¡Hagámoslo otra vez!” La mitad del grupo eran chicas, ninguna de las cuales había estado antes especialmente interesada en física. Nuestra impresión respecto de este grupo de estudiantes de secundaria era que el espectáculo ha sido su primera oportunidad de ser creativos en física y por eso estaban muy contentos de haber estado involucrados en este asunto.

Hazlo tu mismo

Si deseas llevar a cabo un proyecto como este, tu primera motivación debe ser la de transmitir el mensaje de que la física es extremadamente agradable y divertida, tanto a los estudiantes que llevan a cabo la actuación como a la audiencia. Aunque el espectáculo demandó mucho tiempo y trabajo tanto para los estudiantes de la escuela como para los de la universidad, definitivamente mereció la pena: los estudiantes de secundaria no solo aprendieron algo de física sino también aprendieron a organizarse ellos mismos como un equipo y actuar con confianza enfrente de mucha gente. A través de todos sus esfuerzos y dedicación, éste se ha convertido en su espectáculo: estaban entusiasmados y transmitieron su entusiasmo a sus compañeros de escuela en la audiencia.

Tal vez no todas las escuelas tengan la oportunidad de trabajar con una Universidad cercana en un proyecto similar. Pero la mitad de la diversión es realmente buscar y preparar los experimentos por uno mismo. Esto requiere mucho tiempo de preparación pero también es muy gratificante. Hay un gran número de ideas para experimentos en Internet^w2 y en libros – o simplemente experimenta, por ejemplo poner cosas en un horno de microondas (bajo supervisión) para ver lo que es divertido.

Tres de nuestros experimentos más exitosos fueron muy baratos:

1. Las burbujas de jabón de metano descritas más arriba. Tomamos metano de una botella de gas que la enganchamos a un formador de burbujas de jabón grande con forma de cono comprado en una tienda de juguetes. Lo sumergimos en una solución estándar de burbujas de jabón y así hacemos grandes burbujas. Las burbujas de jabón ascienden puesto que el metano es más ligero que el aire, y esto también hace más fácil que se inflamen. Las burbujas arden puesto que el metano es inflamable.


2. Una bola de acero de 25 Kg. de un péndulo cuelga del techo. Situamos a una profesora en el escenario y lanzamos el péndulo justo delante de su nariz. La cámara estaba focalizada en su cara atemorizada conforme se balanceaba hacia ella a gran velocidad. Por supuesto, la bola no llegó a su cara debido al principio de conservación de la energía, pero se aproximó tan veloz que inclusive el físico más ardiente podía perder la fe en las leyes fundamentales de la física.


3. Anillos de humo. Teníamos una caja grande de tablero contrachapado, de 1,4 m de ancho y de fondo, con una abertura circular de 40 cm de diámetro en un lado. La cara opuesta estaba abierta y cubierta con una lámina de plástico. Llenamos la caja con humo y de golpe retiramos la lámina de plástico. Esto produjo un anillo de humo grande y consistente que avanzó lentamente flotando sobre los espectadores. Esto es un efecto espectacular en una sala oscura con solo un foco de luz. Esto demuestra que los vórtices son sorprendentemente estables.

Nota de seguridad: Asegúrese que los procedimientos propuestos están de acuerdo con los planes de seguridad normalmente adoptados.

Los buenos experimentos son frecuentemente más una cuestión de presentación que de dinero. La música es también una herramienta útil. Si el dinero es un problema, sin embargo, quizás se podría pedir una ayuda a los padres y a la dirección de la escuela para comprar los materiales. Después de todo, estos eventos no solo motivan a los estudiantes sino que también atraen hacia la escuela a visitantes externos y a los medios. Nuestro éxito en involucrar a estudiantes de secundaria está inspirado en un proyecto de la Gesamtschule Hennef, cercana a Bonn. Hace seis años, Ingo Wentz, profesor de física, comenzó el “Physikusse”w3 con un grupo de sus estudiantes. Se reunían semanalmente y trabajaban en diferentes proyectos de física tales como construir por ellos mismos experimentos de demostración. Una vez al año, participaban en el concurso “Freestyle Physics”w4 en la Universidad de Duisburg, Alemania, en la que los estudiantes de secundaria tenían que enfrentarse a retos como por ejemplo el de construirse se propio aerodeslizador.

Los muchachos del público intentan “coger” los vórtices de humo que salen de la caja humeante Imágen cortesía de Herbi Dreiner

El “Physikusse” también planificó y llevó a cabo varios espectáculos de física utilizando materiales simples, empezando con actuaciones de 20 minutos para padres y amigos en el día de puertas abiertas de la escuela y también de la Sociedad Alemana de Física. El mismo Wentz habla de “física de bajo coste”. Ha tenido cierto éxito al adquirir materiales caros; por ejemplo, persuadió a una compañía local para que donase nitrógeno líquido siempre que el grupo lo necesitase. El Physikusse recibe un modesto apoyo financiero del comité de la escuela y Wenzt tiene una pequeña reducción en su carga docente para permitirle organizar estas actividades.

En resumen, un espectáculo de física llevado a cabo por los estudiantes para sus propios compañeros es una manera estupenda para conseguir motivar y acercar a la física a chicos de todas las edades. Es provechoso para la audiencia, el profesor y sobretodo para los estudiantes que participan. Estaríamos encantados de aconsejar o discutir con gente que esté pensando en preparar algo similar.

Referencias en la web

w1 – Más información acerca del Bonn University Physikshow se puede encontrar en:
http://de.arxiv.org/abs/physics/0701344 y
http://cerncourier.com/cws/article/cern/31198

w2 – Para inspiración para experimentos, ver: http://physikshow.uni-bonn.de/index.php?job=Versuche

w3 – Para más información acerca del proyecto “Physikusse” en Hennef, ver: www.physikusse.de

w4 – Para más información acerca de Freestyle physics, ver: www.freestyle-physics.de

Recursos

Un buen libro con experimentos para llevar a cabo es:

Sprott JC (2006) Physics Demonstrations: A Sourcebook for Teachers of Physics. Madison, WI, USA: University of Wisconsin Press

Partes del mismo se encuentran en la red: http://sprott.physics.wisc.edu/demobook/intro.htm

Otro buen libro es:

Walker J (1975) The Flying Circus of Physics. New York, NY, USA: Wiley

La revista estadounidense “The Physics Teacher” publica experimentos regularmente. Ver: http://scitation.aip.org/tpt/

El paquete “Physics to Go” del Instituto de Física Británico contiene consejos acerca de realización de eventos de física (incluye una lista de 20 trucos con base física) y puede descargarse en: www.iop.org/activity/outreach/Resources/
Putting_on_your_own_event/Things_to_do/page_19207.html

Herbi Dreiner (dreiner@th.physik.uni-bonn.de) es un físico de partículas en la Universidad de Bonn, Alemania. Tobias Strehlau es un estudiante de física, también en la Universidad de Bonn.