LICEO SCIENTIFICO STATALE “E. MEDI”
Viale IV Novembre, 21 – 60019 SENIGALLIA (Ancona)
07163814 - 0717926570 - Presidenza 0717915252 - Fax 07160533
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PRESIDIO DI SENIGALLIA-ANCONA
LA LUCE, I COLORI, LA VISIONE
Si è elaborato un percorso sia per la scuola primaria sia per la scuola secondaria di primo grado. I
moduli sono indipendenti gli uni dagli altri ma sono presentati secondo un percorso di sviluppo
progressivo attraverso l’argomento. In realtà, con alcuni adattamenti, approfondimenti o
semplificazioni, i percorsi proposti si possono presentare anche a diverse fasce di età. Per alcune
delle attività sperimentali proposte è necessario oscurare l’aula o il laboratorio almeno
parzialmente.
SCUOLA PRIMARIA
Fino alla terza classe della primaria si possono svolgere percorsi didattici fatti di osservazione, e
rielaborazione sotto forma di narrazione scritta e grafica. In particolare sono stati presi in
considerazione i seguenti temi:
Le sorgenti di luce
Contenuto
Attività
Note
Riconoscere la capacità di
alcuni corpi di emettere
luce da soli e di rendere
visibili gli altri oggetti
Osservare in aula alcune sorgenti di luce: lampadine,
candela, scintille,LED. Descrivere la luce prodotta e notare
se questi corpi oltre che fare luce fanno anche altro
(riscaldano, emettono suoni). Elencare o individuare altre
sorgenti di luce oltre quelle osservate (il sole, le stelle, le
lucciole, metalli incandescenti, ecc.)
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PRESIDIO DI SENIGALLIA-ANCONA
La propagazione della luce
Contenuto
Attività
Note
Comprendere che la
propagazione della luce
nell’aria avviene in linea
retta e che l’occhio vede
solo se non ci sono ostacoli
verso l’oggetto-sorgente.
Mettere un oggetto o una candela accesa nascosti da due
schermi (di cartoncino) ciascuno con un foro nel centro. Sarà
possibile vedere l’oggetto solo se i fori sono allineati con
questo. L’allineamento può essere messo in evidenza
usando un’asta o un filo teso passante per i due fori.
si vede luce
non si vede luce
Le ombre
Contenuto
Attività
Note
Capire la relazione tra la
posizione del sole e la
lunghezza delle ombre.
Capire la relazione tra la
distanza dell’oggetto dalla
sorgente di luce e le
dimensioni dell’ombra.
Osservare le ombre formate alla luce del sole dalle persone
o da altri oggetti, anche un semplice palo, possibilmente in
momenti diversi della giornata.
Osservare le ombre create da un candela (occorre una
stanza buia) su una parete e valutare cosa succede
avvicinando e allontanando l’oggetto dalla candela.
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Per le classi quarta e quinta della primaria sono stati esaminati i seguenti percorsi:
La riflessione della luce.
Contenuto
Attività
Capire come la luce
“rimbalza” su uno specchio
o su altre superfici
parzialmente riflettenti
(vetri, superficie dell’acqua,
superficie dei metalli).
Osservare le ombre formate alla luce del sole dalle persone
o da altri oggetti, anche un semplice palo, possibilmente in
momenti diversi della giornata.
Osservare come gli specchi fanno “rimbalzare” la luce.
Usando uno specchio per il viso deviare la luce del sole o la
luce di una pila in una parete non illuminata.
Quando ci si guarda allo specchio si vede la luce che
rimbalza indietro dallo specchio. Ma l’immagine dello
specchio non è identica a noi. Cosa succede ad una parola
scritta? Scrivere una parola al “rovescio” e leggerla diritta allo
specchio.
Le immagini allo specchio si collegano anche alla geometria
e sono utili per discutere le simmetrie.
Osservare la simmetria che
si crea con un’immagine
riflessa.
Osservare come la forma
della superficie dello
specchio influenza
l’immagine riflessa
(deformata, rimpicciolita,
ingrandita, capovolta...)
Note
Che cosa succede se lo specchio non è piatto? Come
appare la nostra immagine se ci guardiamo riflessi in un
cucchiaio nella parte concava o in quella convessa?
In questo ambito sono proponibili attività pratiche come la costruzione di un periscopio o di un
caleidoscopio.
La rifrazione della luce.
Contenuto
Attività
Note
Osservare e capire che la
luce quando passa da un
corpo trasparente ad un
altro viene deviata, non si
muove più in linea retta.
La luce che esce da un oggetto sott’acqua viene deviata e
appaiono fenomeni curiosi.
Prendere due bicchieri uno vuoto e uno pieno d’acqua,
disporli vicini e guardarli un po’ in obliquo dall’alto. Quale
appare meno profondo?
Osservare cosa succede ad una matita immersa per metà in
un bicchiere d’acqua (meglio se si dispone di un recipiente
trasparente con pareti piane).
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La scomposizione e la composizione della luce
Contenuto
Attività
Note
Osservare che la luce
bianca è il risultato della
sovrapposizione di tutti i
colori, mentre il nero è
l’assenza di qualsiasi
colore.
Osservare come scomporre
la luce bianca o come
comporre i colori per
ottenere la luce bianca
Per scomporre la luce sono disponibili semplici alternative:
usando un prisma di vetro, usando una bacinella piena
d’acqua con uno specchio immerso in obliquo, usando un CD
illuminato con una pila in obliquo (anche una penna di
plastica come le tradizionali bic si posso usare con risultati
meno evidenti).
Costruire un disco di Newton con un cartoncino e una matita
come asse e farlo girare come una trottola e osservarne il
colore risultante. Si possono costruire anche varianti con
meno colori ed ottenere i colori secondari.
Osservazione. Il fenomeno fisico che porta alla separazione dei colori nel prisma non è lo stesso di
quello che si verifica nel CD, nel prisma e nell’acqua entra in gioco la diversa velocità con cui i
colori si propagano nelle sostanze trasparenti, mentre nel CD entra in gioco la diffrazione, un
fenomeno tipico delle onde che si manifesta quando un’onda passa attraverso fessure confrontabili
con la lunghezza d’onda dell’onda stessa.
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Luce ed energia
Contenuto
Attività
Note
Capire che alla luce è
associato un trasporto di
energia in grado di
riscaldare (ma anche di fare
altro come permettere alle
piante di crescere)
Un corpo tenuto al sole si riscalda, uno tenuto all’ombra
rimane più freddo. Per la prova di può mettere della sabbia
con un termometro al sole , e una quantità uguale all’ombra.
Dopo del tempo si possono leggere le temperature e trarne
le conseguenze. Occorre procurarsi dei semplici termometri
digitali con sonda esterna.
Ridiscutere il modello sul
colore dei corpi in relazione
al riscaldamento dei corpi di
colore chiaro o di colore
scuro. Un oggetto nero
assorbe la luce e si riscalda
di più di un oggetto uguale
di colore bianco.
Mettere al sole scatole uguali ma di colore diverso, almeno
una nera e una bianca, con la possibilità di misurare la
temperatura all’interno con un termometro meglio se si ha un
termometro fisso in ogni scatola. Osservare i cambiamenti di
temperatura.
La induce trasformazioni chimiche: lasciare per un lungo
periodo al sole un foglio con tracce di pennarelli e
confrontarlo con un foglio uguale conservato al buio.
La percezione e le illusioni ottiche
Contenuto
Attività
Prendere consapevolezza
che la vista, l’occhio
possono essere ingannati
in situazioni particolari.
Osservare e riprodurre illusioni ottiche geometriche. Usare
righelli e centimetri per smascherare l’illusione.
Capire che l’occhio non
distingue immagini che si
sovrappongono
velocemente.
Note
Costure illusioni ottiche legate alla percezione di immagini in
movimento o in rapida successione.
Disegnare figure geometriche che in base alla colorazione
producono una percezione tridimensionale diversa.
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SCUOLA SECONDARIA DI PRIMO GRADO
Per le classi della scuola secondaria di primo grado si possono riprendere i percorsi della primaria
trattati in modo più approfondito e con un maggior modellizzazione dei fenomeni osservati. In
particolare si indicano i seguenti temi.
La propagazione e la percezione della luce.
Contenuto
Attività
Note
Comprendere che la
propagazione della luce
nell’aria avviene in linea
retta e che l’occhio vede
solo se non ci sono ostacoli
verso l’oggetto-sorgente e
che è visibile sono la luce
che è diretta verso l’occhio.
Astrarre il concetto di
raggio di luce.
Capire che in un punto
possono passare due o più
raggi di luce per poi
proseguire
La propagazione della luce in linea retta può essere
dimostrata con un puntatore laser il cui raggio si propaga
attraverso del pulviscolo o in una vasca trasparente piena
d’acqua con qualche goccia di latte o altra sostanza capace
di evidenziare il raggio di luce.
Osservare come un raggio di luce non diretto verso i nostri
occhi non sia visibile. Occorre nascondere la sorgente agli
occhi dell’osservatore
Mostrare come due o più fasci di luce prodotti con delle torce
elettriche si sovrappongono senza che si influenzino
vicendevolmente (comportamento proprio delle onde).
Un’attività pratica può essere la costruzione di una camera
oscura.
La riflessione
Contenuto
Attività
Osservare la legge di della
riflessione di un raggio di
luce da parte di uno
specchio piano.
Usando un proiettore o un puntatore laser è possibile
osservare la legge della riflessione e studiare l’uguaglianza
fra gli angoli di incidenza e di riflessione.
Individuare il percorso dei
raggi di luce dall’oggetto
all’occhio dell’osservatore.
Note
Quali superfici sono in grado di riflettere la luce come gli
specchi? Cercare altri materiali riflettenti ed osservarne e
descrivere le proprietà di riflettere la luce.
Usando specchi concavi e convessi osservarne le proprietà
di far convergere o divergere un fascio di luce incidente.
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La rifrazione
Contenuto
Attività
Conoscere il
comportamento di un
raggio di luce che passa
dall’aria ad un altro
materiale trasparente
(vetro, plastica, acqua) e
viceversa. Individuare la
relazione qualitativa tra gli
angoli di incidenza e di
uscita (rifrazione) del raggio
Usando una vasca rettangolare trasparente, dell’acqua con
qualche goccia di latte e un puntatore laser è possibile
mostrare il fenomeno della riflessione totale.
Conoscere il fenomeno
della riflessione totale
Note
Osservare il comportamento di un raggio di luce che incide in
un semicerchio di plexiglas variandone l’inclinazione rispetto
alla superficie piana.
Studiare le proprietà delle lenti convergenti, in particolare si
può individuare il fuoco e osservare la proprietà di una lente
di ingrandire o rimpicciolire su uno schermo l’immagine di un
oggetto capovolgendolo.
Oltre il visibile
Contenuto
Attività
Note
“Osservare” l’esistenza dei
raggi infrarossi, un tipo di
onde elettromagnetiche
emesse dai corpi caldi.
Usando un fornelletto elettrico sperimentare irraggiamento
di energia con comportamento analogo a quello della luce
emessa da una lampadina o una candela: più si è vicini più
si sente calore, uno schermo non fa trasmettere il calore,
due schermi forati trasmettono il calore solo se i fori sono
allineati con la sorgente.
Nel caso si avessero le competenze, si possono eseguire
fotografie con pellicole sensibili all’infrarosso come ulteriore
“prova” dell’esistenza di altre onde elettromagnetiche.
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