Realizzazione di una lezione in didattica laboratoriale sul concetto
di onda.
A cura di prof. Napodano Orsolina e Sorge Rita.
Ci è stato proposto di elaborare una serie di domande atte a far ricavare
agli alunni i concetti principali di ottica a partire dai prerequisiti posseduti
dalle scuole medie.
Si riportano di seguito le domande elaborate ed i materiali forniti agli
alunni.
Il tutto è stato testato sugli altri componenti del corso.
Obiettivo 1: Far capire il concetto di onda
Come creereste un’onda?
Cosa prendereste?
Obiettivo 2: Concetto di onda trasversale e longitudinale.
Concetto di sorgente oscillatoria
Si forniscono delle molle slinky
Ad un estremo della molla create un movimento in una direzione ed in un
verso.
Cosa osservate?
In quale direzione ed in quale verso si è propagata?
Adesso create un movimento diverso per
a) direzione;
b) verso;
c) velocità;
d) permanenza nel tempo.
Cosa osservate?
Come deve essere il movimento perché non si fermi mai?
Obiettivo 3: L’onda propaga energia e non materia
Attacchiamo una molla o uno spaghetto ad una spira.
L’oggetto segue l’onda?
Cosa trasporta l’onda?
Obiettivo 4: Onde elettromagnetiche e onde elastiche.
Esperimenti classici di laboratorio con un impianto completo per la
generazione di vuoto sotto una campana di vetro per far vedere la
differenza tra onda sonora e onde elettromagnetiche
Cosa osservate?
Perché il suono non si sente?
Che cosa genera il suono e cosa genera la luce?
Obiettivo 5 Diverse sorgenti di onde elettromagnetiche
Con un tubo a fascio filiforme apparecchio in dotazione nel laboratorio di
fisica si generano un fascio di elettroni rilasciati da un catodo, un elettrodo
con carica di segno negativo, per effetto termoionico. L’anodo ha un foro
di uscita, attraverso il quale il fascio prosegue in linea retta.
Cosa osservate?
Come fate a sapere che si tratta di elettroni?
Si aggiungere un campo magnetico usando delle bobine di
Helmholtz con sostegno e dispositivo di misura.
Si osserva la deflessione del fascio elettronico
ottenuta mediante l’azione del campo magnetico
Cosa osservate?
Cosa fa cambiare la direzione del fascio?
Perché ruotando il dispositivo il fascio di elettroni ruota e poi si avvolge a
spirale?
In un forno a microonde viene posto una lampadina in un bicchiere pieno
d'acqua.
Azionando il forno a piccola potenza per poco tempo essa si accende.
Perché si accende?
Che conclusioni potete trarre da tutti questi modi diversi di produrre luce.
Realizzazione di una lezione in didattica laboratoriale sul concetto
di onda.
A cura di prof. Napodano Orsolina.
Mi è stato proposto di elaborare una serie di domande atte a far realizzare
un esperimento quantitativo agli alunni per fargli ricavare le leggi della
riflessione e della rifrazione a partire dai prerequisiti posseduti dalle scuole
medie.
Ho pensato di inserire una piccola introduzione teorica per gli allievi.
Poiche la luce si propaga in linea retta, per descrivere i fenomeni legati
alla sua propagazione usiamo i raggi luminosi, tenendo presente che si
tratta di astrazioni. Quando un raggio di luce incontra la superficie di
separazione tra due mezzi trasparenti, per esempio aria e vetro, si
verificano due fenomeni diversi la riflessione e la rifrazione. una parte
del raggio si riflette e torna indietro nell’aria ( raggio riflesso) , l’altra
prosegue nel vetro cambiando direzione (raggio rifratto).
Raggio
incidente
Raggio
riflesso
Raggio
rifratto
Si forniscono gli allievi di un goniometro ottico, di uno specchio e di
oggetti birifrangenti, un laser e una carta millimetrata con goniometro.
1)Utilizzando i materiali disposizione cercate di visualizzare i raggi.
2) Provate a misurare gli angoli formati dalla perpendicolare ed il raggio
incidente, ( angolo d’incidenza), dalla perpendicolare ed il raggio riflesso,
( angolo di riflessione)
dalla perpendicolare ed il raggio rifratto, ( angolo di rifrazione)
3) RIFLESSIONE
Effettuando le seguenti misure dell’angolo d’incidenza e di riflessione (
10°,20°,30°,40°)
Fate un previsione per gli angoli di riflessione corrispondenti a d angoli
d’incidenza di 50°,60°,70°,80°,90°
Come ragionate per prevederli?
3) RIFRAZIONE
Effettuando le seguenti misure dell’angolo d’incidenza e di rifrazione (
10°,20°,30°,40°)
Fate un previsione per gli angoli di rifrazione corrispondenti a d angoli
d’incidenza di 50°,60°,70°,80°,90°
Come ragionate per prevederli?
