Imagen residual/ Púrpura visual

Material
- Varias linternas
- Cartulina negra
- Tijeras
- Pared blanca
- Cinta aislante
Procedimiento
Recortamos varios circulos de cartulina negra del diámetro de la linterna.
Perforamos el centro del circulo negro con un pequeño cuadrado, el otro con un triángulo,  un círculo, una cruz, etc cualquier figura simple.
Con cinta aislante negra sujetamos los círculos sobre la linternas.
Encendemos una de las linternas en un lugar oscuro, extendemos el brazo y la enfocamos hacia nuestros ojos, miramos la luz unos 30 segundos fijamente.
Varios alumnos pueden hacer lo mismo con las demás linternas.
Después miramos nuestra palma de la mano, luego la pared, cerramos un ojo, luego el otro, etc.


2º Repetimos el experimento con otra linterna, pero ahora con un ojo tapado. Luego miramos la pared y la mano con un ojo, luego con el otro, con los dos, etc.


¿Qué sucede?
1º Vemos la figura "en negativo" sobre la mano con un tamaño pequeño, mientras que sobre la pared la vemos en "gran tamaño".
2º Solo vemos la figura en "negativo" con el ojo que ha recibido la luz, cuando solo miramos con el otro ojo no. 
Explicación
Después de ver algo luminoso, la imagen persiste durante un tiempo si miramos a lo lejos; esta impresión persistente se llama imagen residual.
La luz entra en los ojos y produce cambios químicos en la retina, en este caso una estimulación prolongada por una imagen brillante (la fuente de luz) desensibiliza parte de la retina; cuando después miramos a la pared blanca, el área de la retina que está desensibilizada no responden tan bien a la nueva entrada de la luz, como el resto de la retina; esta zona aparece como una imagen residual negativa, una zona oscura que coincide con la forma original. La imagen residual puede permanecer durante 30 segundos o más.

El tamaño aparente de la imagen consecutiva no depende sólo del tamaño de la imagen en la retina, sino también de lo lejos que se perciba la imagen. Cuando nos fijamos en la mano, se ve la imagen posterior en negativo en la mano, como está cerca, ves la imagen relativamente pequeña; pero si miramos a una pared distante, se ve la imagen residual en la pared mucho más grande; la imagen residual real no cambia de tamaño, sólo nuestra interpretación de los cambios de su tamaño.

La segunda parte del experimento demuestra que estas imágenes "negativo" se deben a la retina y no a la corteza visual del cerebro,  esto lo sabemos porque no se transfieren "imágenes negativo"de un ojo al otro;  pero sin embargo cuando abrimos los dos ojos si, porque estas imágenes se fusionan en el cerebro.

2ª Experiencia: El tamaño de la Luna

La experiencia anterior ayuda a explicar una ilusión muy común: La luna llena nos parece más grande cuando la vemos  en el horizonte, que cuando la vemos encima de nuestras cabezas. El disco de la luna es exactamente el mismo tamaño en ambos casos (lo podemos comprobar), y su imagen en la retina también es del mismo tamaño, sin embargo  no nos parece verla igual.

Explicación

Nuestro cerebro percibe el horizonte más lejos, de lo que percibe el cielo sobre que hay sobre nuestras cabezas (ya que no hay referencia espacial). 

Esta percepción es la que lleva a ver la luna como un disco grande cuando está cerca del horizonte (tal y como nos sucedíó cuando veíamos la imagen de mayor tamaño al mirar la pared lejana), y como un disco más pequeño cuando la vemos en el cielo (como la imagen "negativo" en la palma de su mano).

Nuestros ojos pueden llegar a tardar hasta 30 min. en adaptarse a la oscuridad, trascurrido este tiempo pueden ser hasta 10.000 veces más sensible a la luz de lo que eran al entrar por ejemplo en una habitación a oscuras. A esta mayor capacidad la llamamos "visión nocturna", se debe a la rodopsina química de la retina. La rodopsina (o púrpura visual), es una sustancia química sensible a la luz compuesta de vitamina A y de la proteína opsina. A continuación un experimento sobre la púrpura visual.

3ª Experiencia: Púrpura visual

¿Qué vamos a hacer?
Aumentar la presencia de la rodopsina para hacer "fotografías de imagen residual" del mundo. 

Material

- Un antifaz para dormir

Procedimiento:

Nos cubrimos los ojos para que puedan adaptarse a la oscuridad (sin presionar los globos oculares),podemos utilizar un antifaz, esperamos 10 minutos con el objetivo de almacenar suficiente púrpura visual como para tomar una "instantánea".

 Abrimos los ojos y miramos una escena bien iluminada durante tan solo medio segundo (lo suficiente para centrarse en la escena).

A continuación, cerramos y nos tapamos con el antifaz los ojos. Veremos una imagen detallada de la escena, de color morado y negro; y después de un rato, la imagen inversa  negro y morado. 

Se puede repetir el experimento de tomar varias "instantáneas" después de un período de adaptación a la oscuridad de unos 10 minutos.

Para una completa Descipción más de esta experiencia, ver a Paul Hewitt conceptual Manual de Laboratorio de Física (HarperCollins Publishers College, Nueva York, 1993).