Periscopio de espejos
Un periscopio de 40 cm hecho con una caja de cartón de perfil inclinado y dos CDs como espejos a 45°: mirando por la ventana de abajo ves, derecho y sin invertir, lo que hay por encima de una mesa, un muro o a la vuelta de una esquina.
Qué va a aprender
- Que la luz viaja en línea recta y rebota en un espejo con el mismo ángulo con el que llega (ángulo de incidencia = ángulo de reflexión).
- Que dos espejos paralelos a 45° desvían la luz dos veces 90° y la imagen sale derecha, sin invertir.
- Que un CD refleja por su cara de datos, pero solo en la zona metalizada: el centro es transparente.
- Que el campo de visión depende del tamaño de las ventanas y de la longitud del tubo.
Prepara antes
- Busca la cara buena de cada CD: es la que no tiene etiqueta. Límpiala con un paño suave y agua con jabón, sin frotar en círculos.
- Traza la pieza A directamente sobre el cartón con regla (no cabe en A4): es un rectángulo de 459 × 400 mm al que se le quita arriba un trapecio central (de 130 a 444 mm, 92 mm de hondo) y abajo las dos esquinas (de 0 a 222 mm y de 352 a 459 mm).
- Si los niños son pequeños, corta el desarrollo y las ventanas antes de la sesión.
- Prepara un trozo de pared o una mesa con un juguete detrás para la prueba.
Materiales y herramientas
- Cartón corrugado — 1 lámina de 47 × 41 cm + 2 trozos de 14 × 14 cm
simple, 3 mm, sin pliegues (caja de envíos grande) - CDs o DVDs viejos — 2
Ø 120 mm, sin rayas en la cara brillante (los DVD reflejan algo mejor) - Cinta adhesiva de doble cara — 8 trozos de 2 cm
gruesa (de espuma) para pegar los CDs por la cara de la etiqueta - Cinta de carrocero o americana — ≈ 2 m
de 25–50 mm para cerrar aristas y tapas - Cola blanca o barritas de silicona — un chorro / 1 barrita
para la pestaña de cierre - Témperas o rotuladores — a gusto
colores de camuflaje o de submarino - Papel A4 — 2 hojas
para imprimir las tapas B (la pieza A se traza con regla)
Herramientas
- Cúter, regla metálica y base de corte — cortar el desarrollo y las ventanas adulto
- Escuadra o cartabón de 45° — comprobar los cortes inclinados
- Regla larga (50 cm) y lápiz — trazar el desarrollo de 459 × 400 mm
- Bolígrafo sin tinta — marcar los pliegues
- Tijeras — cinta y piezas pequeñas
Piezas y plantillas
- A · Cuerpo del periscopio (desarrollo) ×1 — cartón corrugado 3 mm
- B · Tapa-espejo (soporte del CD) ×2 — cartón corrugado 3 mm
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Paso a paso
Traza el desarrollo
Dibuja sobre el cartón un rectángulo de 459 × 400 mm con las ondas en vertical. Marca las líneas verticales a 130, 222, 352 y 444 mm. Arriba, une (130, 0) con (222, 92) y (352, 92) con (444, 0); abajo, une (130, 308) con (222, 400) y (352, 400) con (444, 308). Repasa el contorno de la plantilla A.
1 Dibuja un rectángulo de 459 × 400 mm con las ondas en vertical 2 Marca líneas verticales a 130, 222, 352 y 444 mm 3 Une los puntos con líneas inclinadas: 45° con la escuadra Comprueba: Cada línea inclinada baja 92 mm en 92 mm de ancho: forma 45° con la escuadra.Recorta el desarrollo adulto
Un adulto corta con cúter y regla por la línea continua. Arriba sobra un trapecio central: el hueco entre 130 y 444 mm, 92 mm de hondo. Abajo sobran las dos esquinas: la izquierda, de 0 a 222 mm, y la derecha, de 352 a 459 mm. Achaflana también la pestaña de 15 mm.
1 Corta por la línea roja: las zonas grises sobran 2 Apoya la regla metálica en la pieza y corta con el cúter 3 Pieza A recortada: cuatro caras y la pestaña de 15 mm Comprueba: Arriba llegan al borde la cara DELANTE (0–130 mm) y la pestaña, y la cara DETRÁS empieza 92 mm más abajo; abajo es al revés: solo la cara DETRÁS (222–352 mm) llega al borde.Corta las dos ventanas adulto
Corta las ventanas de 30 × 30 mm: la de entrada en la cara DELANTE, a 31 mm del borde de arriba y desplazada hacia la primera cara LADO (de 90 a 120 mm); el ocular en la cara DETRÁS, a 31 mm del borde de abajo, también junto a esa misma cara LADO (de 232 a 262 mm).
1 Las dos ventanas van pegadas a la misma cara LADO (en naranja) 2 Corta la ventana de 30 × 30 mm a 31 mm del borde, junto al pliegue 3 Dobla en seco: las dos ventanas quedan del mismo lado Comprueba: Las dos ventanas quedan del mismo lado del periscopio cuando lo doblas (compruébalo doblando en seco).Marca y dobla
Repasa las 4 líneas de pliegue con un bolígrafo sin tinta y la regla. Dobla cada una 90° hacia dentro (por la cara sin dibujo hacia fuera).
1 Repasa los 4 pliegues con regla y bolígrafo sin tinta 2 Dobla cada pliegue 90° con el dibujo hacia dentro Cierra el tubo
Pega la pestaña de 15 mm por dentro del borde libre de la cara DELANTE con cola o silicona y sujeta con cinta por fuera. Encinta también las 4 aristas largas para que queden rectas.
1 Pega la pestaña por dentro del borde libre de DELANTE 2 Sujeta con cinta y encinta las 4 aristas largas 3 De lado ves un paralelogramo: 92 mm de desfase arriba y abajo Comprueba: Mirando el tubo de lado, ves un paralelogramo: la cara DELANTE sobresale 92 mm por arriba y la DETRÁS 92 mm por abajo.Prepara las tapas-espejo
Recorta 2 cuadrados B de 130 × 130 mm. Pega en cada uno un CD centrado sobre el círculo dibujado, con la etiqueta contra el cartón y 4 trozos de cinta de doble cara. No toques ni encintes la cara brillante.
1 Recorta 2 cuadrados B de 130 × 130 mm 2 Pon 4 trozos de doble cara y apoya el CD con la etiqueta abajo 3 CD centrado y bien pegado; no toques la cara brillante Comprueba: El CD no sobresale del cuadrado y queda bien pegado (no baila al sacudir la tapa).Coloca el espejo de arriba
Apoya una tapa B sobre el corte inclinado de arriba, con el CD hacia dentro. Sujétala con cinta por los 4 lados, dejando que el cartón de la tapa apoye en los bordes de las paredes laterales.
1 Apoya la tapa B en el corte de arriba, con el CD hacia dentro 2 Sujétala con cinta por los 4 lados 3 Mira por la ventana: tienes que ver plata, no el centro del CD Truco: Antes de encintar del todo, mira por la ventana de entrada: debes ver el CD plateado, no el centro transparente.Coloca el espejo de abajo
Haz lo mismo con la segunda tapa en el corte inclinado de abajo, con el CD hacia dentro. Encinta los 4 lados de forma que no entre luz por ninguna rendija.
1 Apoya la segunda tapa en el corte de abajo, con el CD hacia dentro 2 Encinta los 4 lados: que no entre luz por ninguna rendija Primera mirada
Acerca un ojo al ocular (abajo, detrás) y tapa el otro con la mano. Apunta la ventana de arriba hacia algo bien iluminado a 2–3 m: debes ver la escena derecha, con algún reflejo de colores del CD.
1 Mira por el ocular con un ojo y apunta la ventana hacia algo 2 Verás la escena derecha, con algún reflejo de colores 3 ¿Ves el centro del CD? Amplía la ventana 5 mm hacia el borde Comprueba: Si ves una mancha marrón o el anillo transparente del CD, la ventana está demasiado centrada: amplíala 5 mm hacia el borde.Ajusta si hace falta
Si la imagen sale torcida o solo ves cartón, despega una tapa, comprueba con la escuadra que el corte está a 45° y vuelve a encintarla bien apoyada sobre los bordes.
1 Si la imagen sale torcida, despega la tapa 2 Comprueba con la escuadra que el corte está a 45° 3 Vuelve a encintarla bien apoyada sobre los bordes Decora
Pinta el exterior con témperas (camuflaje, submarino, castillo...) sin tapar las ventanas. Deja secar 20 minutos.
1 Pinta el exterior sin tapar las ventanas 2 Deja secar 20 minutos antes de usarlo A espiar
Agáchate detrás de una mesa o del sofá con el periscopio vertical: la ventana de arriba debe asomar unos 5 cm por encima del borde. Gíralo despacio para buscar un objeto concreto.
1 Agáchate tras la mesa: la ventana asoma unos 5 cm por encima 2 Gíralo despacio hasta encontrar lo que buscas
¿Funciona? La prueba
Escóndete detrás de una mesa de 75 cm de alto y pide a otra persona que levante entre 1 y 5 dedos al otro lado, a unos 3 m. Cuenta los dedos usando solo el periscopio.
Qué debe pasar: Ves la mano derecha (no invertida) y puedes contar los dedos. El campo es estrecho (unos 5°: a 3 m ves una zona de unos 25 cm) y la imagen tiene algún reflejo de arcoíris, propio del CD.
Si algo falla
- Solo veo cartón o negro — Algún espejo no está a 45° o un CD está al revés (etiqueta hacia dentro). Solución: Comprueba los cortes con la escuadra y que la cara brillante mira hacia el interior.
- Hay una mancha marrón en el centro de la imagen — La ventana mira hacia el centro transparente del CD. Solución: Desplaza o amplía la ventana hacia el borde de la caja (zona plateada), como en la plantilla.
- Veo el cielo o el suelo en lugar de lo que tengo enfrente — Un espejo está inclinado más o menos de 45°. Solución: Despega la tapa y apóyala bien sobre los dos bordes inclinados; si el corte está mal, recórtalo con escuadra.
- La imagen sale doble o borrosa — Reflejo en el plástico transparente del CD y rayas en la cara de datos. Solución: Usa un CD sin rayas o un DVD; para más nitidez, pega encima un espejo de bolso.
- Imagen muy oscura — Entra poca luz o hay rendijas que deslumbran. Solución: Úsalo de día mirando hacia zonas iluminadas y tapa con cinta cualquier rendija junto al ocular.
- La caja se tuerce — Cartón con las ondas en horizontal o aristas sin encintar. Solución: Encinta las 4 aristas largas; si sigue torcida, pega una tira de cartón de refuerzo por dentro.
Seguridad
- Nunca mires al sol con el periscopio: los espejos llevan la luz directamente al ojo y pueden dañarlo.
- El cúter lo usa un adulto con regla metálica; no se cortan ni se parten los CDs (se astillan en esquirlas afiladas).
- No camines mirando por el periscopio: puedes tropezar.
- No uses el periscopio para espiar a personas sin su permiso: es un juego entre quienes juegan.
La ciencia detrás
Para los niños
La luz viaja en línea recta, como una pelota lanzada. Cuando choca con un espejo, rebota. Si el espejo está inclinado como un tobogán (45°), la luz que llega de frente rebota y baja por el tubo. Abajo hay otro espejo igual que la vuelve a hacer rebotar, esta vez hacia tu ojo. Así ves lo que hay arriba aunque estés escondido abajo. ¡Es lo que usan los submarinos para mirar fuera del agua!
Para el adulto
La ley de la reflexión dice que el ángulo de incidencia es igual al de reflexión respecto a la normal del espejo. Con el espejo a 45° del eje del tubo, un rayo horizontal se desvía 90° hacia abajo; el segundo espejo, paralelo al primero, lo desvía otros 90° y lo devuelve horizontal y en el mismo sentido. Como cada reflexión invierte la imagen y hay dos, la imagen final queda derecha y no especular, solo desplazada hacia abajo la distancia entre espejos (308 mm). Un CD refleja gracias a una capa de aluminio de ~50–100 nm bajo 1,2 mm de policarbonato; las pistas (paso de 1,6 µm) forman una red de difracción que produce los colores, y la superficie del plástico añade un reflejo débil (≈ 4 %) que puede verse como imagen doble. La zona central (r < 23 mm) es transparente, por eso las ventanas se desplazan 40 mm. El campo de visión lo limita el ángulo bajo el que se ve la ventana de entrada desde el ojo: 30 mm a ≈ 400 mm de recorrido óptico dan ≈ 4–5°; ventanas mayores o un tubo más corto lo amplían. Los periscopios reales usan prismas de reflexión total y lentes para ampliar el campo.
- reflexión: rebote de la luz cuando choca con una superficie.
- espejo: superficie tan lisa que refleja la luz de forma ordenada y forma imágenes.
- ángulo de 45°: la mitad de un ángulo recto, como la diagonal de un cuadrado.
- campo de visión: lo ancha que es la zona que puedes ver a la vez.
- periscopio: tubo con dos espejos para ver por encima de obstáculos.
Por edades
- 5–7 años: El adulto traza y corta el desarrollo y las ventanas. El niño dobla, encinta, pega los CDs (identificando la cara brillante) y decora. Juego: «¿cuántos dedos ves?».
- 8–10 años: Trazan el desarrollo con regla (con ayuda para las líneas inclinadas), doblan y montan; el adulto solo corta. Que dibujen el camino de la luz con flechas.
- 11–12 años: Que calculen el desarrollo para otra longitud y otro tamaño de espejo, y midan el campo de visión (anchura vista a 3 m ÷ 3 m, en grados). Reto: periscopio de esquina en L o con tres espejos.
En grupo o en clase
Parejas, un periscopio por pareja. Antes: cortar los desarrollos y las ventanas (o tener cajas largas preparadas) y recoger 2 CDs por pareja. Sesión de 60 min: 10 min demostración con una linterna y dos espejos, 35 min montaje, 15 min «misión espía» con un muro de mesas tumbadas y carteles con palabras secretas al otro lado. Dejad las témperas para otra sesión.
Retos
- Lee una palabra secreta escrita con letras de 3 cm a 5 m usando tu periscopio.
- Construye un periscopio que mire hacia atrás (espejos en V): ¿qué ves y por qué?
- Haz un periscopio telescópico: dos cajas que deslizan una dentro de otra para cambiar la altura.
- Diseña un periscopio de tres espejos que mire por encima de un muro y luego a la izquierda.
- Decóralo como el periscopio de un submarino y añade una escala de rumbo (N, S, E, O) alrededor del ocular.