Il lavoro

PREMIO CESARE BONACINI
ANNO SCOLASTICO 2011-2012
Come funzionano gli occhi? Cosa vedono? Indagini sperimentali sui fenomeni e le
condizioni che consentono di localizzare i corpi e vedere i colori.
IC Sacchetti – scuola media “ G:Rodari”,Via Capponi, San Miniato (PI)
Classe 2F
Giaconi Federico, Giani Saverio, Milano Matteo,
Mainardi Gionata, Nencini Sara ,Pucci Giulia,
Atteoni Guido, Baldacci Cristina, Bartoli Luca,
Scardigli Guido,Spinelli Francesca, Taverni
Baroncelli Alessio, ,Bertini Marta, Bertini
Federico, Bianchi Giacomo, Bochicchio Arianna Sara, Torano Martina, Trotta Giuliano, Turrisi
Azzurra
Ceci Cheren, Crecchi Giulia, Cuccio Samuele,
Docente Barbara Finato
D’Agosta Andrea, Franchini Gabriele,
Primo premio pari merito
Per il coinvolgimento costruttivo di tutti gli alunni nelle indagini sul tema proposto
Il lavoro che presento non è il risultato di una programmazione pensata ad inizio anno, ma nasce
dalla passione di alcune alunne per la fotografia e dalla mia attenzione nel trasformare questa loro
passione in conoscenza e competenza dell’intera classe. Vi racconto..
Ormai da tre anni aderisco a “Scatti di scienza”
(http://www.scienza-under18.org/SCATTI%20DI%20SCIENZA/index.html), un Progetto congiunto di Scienza under 18 e del
gruppo del Dipartimento di Fisica dell’Università degli Studi di Milano che da vent’anni è
impegnato nella diffusione di cultura scientifica su temi di storia e attualità della fisica e
dell’astronomia e in progetti speciali come Vedere la Scienza - Festival, un festival internazionale
del film, del video e del documentario scientifico, giunto nel 2012 alla 16-esima edizione.
Dall’autunno 2009 al Progetto collabora anche il Museo di Fotografia Contemporanea di Cinisello
Balsamo (MI).
“Scatti di scienza! mi piace molto e piace molto anche ai miei alunni. Cercare la scienza in una
foto scattata per caso o intenzionalmente mette in moto emozioni e legami con le conoscenze
scientifiche, stimola aspetti che altrimenti non sarebbero sviluppati .
Per l’edizione di quest’anno i ragazzi delle classi 1E e 2F mi consegnano tantissime foto con
relative schede , ne seleziono ed invio ben 28!
Giulia mi consegna 4 fotografie con relative schede
Angeli in movimento
Stavo guardando uno spettacolo di pattinaggio sul ghiaccio
al pala ghiaccio a Gardaland mentre fotografavo i pattinatori.
Questa foto è stata scattata nel 2008, qualche mese fa
cercando tra le foto del computer l’ho ritrovata e ho pensato
di utilizzarla per “Scatti di Scienza” perché mi ha fatto
pensare al movimento e al moto dei corpi.
Ogni cosa in torno a noi si muove anche gli alberi, le case
che sono fermi in realtà si muovono insieme alla Terra nel
suo incessante moto intorno al Sole.
In questo caso il moto dei due pattinatori si dice rettilineo, la
loro traiettoria e descritta infatti da una retta.
foto scattata il 29 agosto 2008 al palaghiaccio di “Gardaland”
con una macchina fotografica OLYMPUS
Questa foto è stata selezionata a Scatti di scienza 2012
1
Luci in movimento
Mare, luci dei lampioni, fari, e case che illuminano le vie del piccolo
paese sulla costa dell’isola d’Elba. Mi diverto molto a volte a
giocare con la mia macchina fotografica, provando tutte le varie
impostazioni. Ho realizzato questa foto grazie ad una di queste che
ha la particolarità di avere un’apertura prolungata dell’obiettivo.
Al buio ho inquadrato delle luci notturne e muovendo la macchina
fotografica in questo tempo di apertura prolungato ho creato questa
serie di ondulazioni astratte.
foto scattata il 24.08.11 a Procchio ( Isola d’Elba) con una
macchina fotografica Nikon P500.
Questa foto è stata selezionata a Scatti di scienza 2012
ultime giornate di grande caldo estivo, esco sul balcone e vedo i
miei pappagalli sfiniti per le alte temperature. Decido così di fargli
un bagno spruzzandogli l’acqua. Dopo poco noto che le gocce
d’acqua rimangono attaccate alle stecche orizzontali della gabbia.
Mi sembrava un soggetto carino per una fotografia, così ho scattato
alcune foto. Apparentemente potrei indicare la forza di capillarità
che non fa cadere le gocce.
Osservando nuovamente la foto ho notato una cosa molto
particolare.
Notiamo sullo sfondo il pappagallo rivolto verso sinistra, ma nelle
piccole gocce d’acqua il pappagallo appare sottosopra e rivolto
verso destra. Perché ?
Possiamo parlare di rifrazione e riflessione del pappagallo nelle
gocce, rifrazione ( pappagallo rivolto a destra e a sinistra),
riflessione (soggetto capovolto).
foto scattata 3-09-11 a San Miniato Basso sul balcone di casa mia
con una macchina fotografica Nikon P500
Questa foto è stata selezionata a Scatti di scienza 2012
Quest’anno come in tutta Italia anche a San Miniato è venuta la
neve, l’ho vista scendere fin dalla sera prima, aspettando la mattina
dopo per uscire in giardino a scattare qualche a foto ai cristalli e agli
alberi ricoperti di neve. Verso le 11.00 di mattina la neve aveva già
iniziato a sciogliersi e pian piano si formavano gocce d’acqua che
cadevano a terra dai rami più bassi. Camminando per il giardino mi
ha incuriosito questa piccola goccia d’acqua sul rametto così l’ho
fotografata. A primo impatto, come scienza, ho pensato al
fenomeno della capillarità e dell’adesione delle gocce d’acqua sulle
superfici. Riguardando la foto in un secondo momento mi sono
accorta che vi era riflessa al contrario l’immagine delle case in
secondo piano.
Questo tipo di riflessione avviene anche all’interno dell’occhio
umano.
Nella retina infatti l’immagine di ciò che vediamo arriva capovolta e
rimpicciolita, poi, attraverso impulsi nervosi, giunge al cervello che
la trasforma nell’immagine reale, diritta …
foto scattate il 1-02-12 a San Miniato Basso (Pi) con una
macchina fotografica Nikon P500
Leggo le sue schede e mi incuriosisco. Chiedo spiegazione sulle modalità di scatto e cerchiamo
( io, lei e il resto della classe) di capire quale scienza c’è nelle sue foto e quale scienza c’è in
una macchina fotografica. Giulia mi racconta che inizialmente il suo intento era fotografare gocce
perché era un soggetto che avevo suggerito e poi voleva mettere in evidenza le forze di
adesione. Guardando bene la foto del pappagallino si è però accorta che nelle gocce compariva
l’immagine rimpicciolita e capovolta. L’osservazione di Giulia sulle gocce rimanda ancora
all’occhio e all’ottica..
Perché l’immagine del pappagallo e della casa sono capovolte e rimpicciolite? Perché vedo i
pattinatori muoversi ma se li fotografo vedo una scia ? perché se muovo la macchina vedo la
luce come un nastro luminoso? Come vedono il movimento i miei occhi e come la macchina
fotografica?
L’attenzione, con cui ha rivisto la sua foto e la ricerca di effetti, con cui ha scattato le foto delle
luci, mi fa decidere di approfondire lo studio dell’occhio, della fisica ottica e del confronto occhiomacchina fotografica. Le foto sono poi state selezionate e Giulia dovrà presentarle al pubblico il
2
giorno 29 marzo allo spazio Oberdan di Milano. Dobbiamo capire bene l’aspetto scientifico che è
in quelle foto per saperlo spiegare chiaramente al pubblico!!
Sono consapevole che forse dovrò fare degli
aggiustamenti alla programmazione definita a
settembre con le altre colleghe, ma mi sembra
necessario/ stimolante/ motivante dedicare tempo
ed energie allo studio dell’occhio e dell’ottica!
Ne varrà sicuramente la pena!
Ecco allora che inizia il nostro percorso!
(Giulia presenta le sue foto allo Spazio Oberdan di Milano
Scatti di scienza, 29 marzo 2012)
Decido di utilizzare la metodologia IBSE (Inquiry-based science education). Faccio parte del
gruppo di insegnanti trainers del centro–pilota di Pisa del programma Scientiam Inquirendo
Discere (SID) (www.linceieistruzione.it), avviato dal MIUR e dall’Accademia dei Lincei ed
elaborato in collaborazione con l’ANISN. La metodologia IBSE prevede che gli insegnanti
presentino agli studenti oggetti e fenomeni del mondo che li circonda, avviando una discussione
scientifica, che porterà alla formulazione di ipotesi, testate da esperimenti o verificate da una
ricerca di letteratura. Così, gli studenti mutuano concetti scientifici e tecniche operative e
consolidano la loro espressione orale e scritta.
In questo caso ho posto domande chiave, a cui i ragazzi hanno provato a rispondere sia
individualmente che in gruppo. Spesso abbiamo fatto ricorso ai libri e siti internet, dove gli alunni
hanno reperito e acquisito le conoscenze e individuato esperimenti per verificarle
sperimentalmente.
Le foto riportate nel lavoro sono scattate da alcune alunne della classe durante il laboratorio.
Solo alcune immagini sono tratte dai siti internet visitati. I disegni e gli scritti sono stati tratti da
elaborati in Word o Power Point o dai quaderni degli alunni.
Prof Barbara Finato
1 lezione
COME È’ FATTO L’OCCHIO?
L’occhio insieme al sistema nervoso costituisce l’apparato sensoriale della vista.
L’occhio ci permette di osservare, vedere ciò che ci circonda, è l’organo che meglio di ogni altro ci
mette in contatto con il mondo esterno.
L’occhio è composto da due parti: OCCHIO ESTERNO (visibile), ed OCCHIO INTERNO (non
visibile da fuori)
Questo è l’occhio di Giulia!!
PALPEBRE: le palpebre hanno la
funzione di proteggere l’occhio,
dalla troppa luce e da impurità
come polvere o granelli. Esse
contribuiscono alla distribuzione
del liquido lacrimale che rende
l’occhio sempre umido ed elimina
anch’esso
piccoli
granelli,
pagliuzze nell’occhio.
CIGLIA: piccoli peli che crescono
sulle
palpebre,
servono
a
proteggere l’occhio e sono
sensibili al tocco agendo in
funzione di avvertimento quando
un oggetto si avvicina all’occhio.
PUPILLA: la pupilla è un piccolo foro nero al centro dell’occhio, essa ha la capacità di far entrare
nell’occhio la luce e si restringe in presenza di un’alta intensità di luce (che potrebbe danneggiare
l’occhio interno) e si dilata quando la luce è poca o diminuisce.
3
IRIDE: l’iride è un anello colorato di tessuto muscolare intorno alla pupilla, è grazie ad esso se la
pupilla può dilatarsi e restringersi.
L’iride come abbiamo detto è colorato ed è esso che determina il colore degli occhi.
Moti di noi hanno gli occhio marroni, altri verdi, altri celesti ecc… questo in base alla quantità di
melanina presente nell’iride. La melanina è lo stesso pigmento che ha la capacità di farci
abbronzare al sole. Quando la melanina è tanta l’occhio ha un colore scuro, ad esempio il marrone,
quando la melanina è presente in pochissima quantità l’occhio è ad esempio azzurro.
OCCHIO INTERNO
UMOR VITREO: sostanza
che si trova all’interno del
bulbo
oculare,
tra
il
cristallino e la retina.
UMOR ACQUEO: sostanza
che si trova tra la cornea e
il
cristallino,
le
due
sostanze hanno la funzione
di mantenere la forma e la
compattezza del bulbo
oculare.
SCLERA O SCLEROTICA:
è una membrana bianca e
opaca molto resistente
costituita da tessuto fibroso,
protegge
le
altre
membrane, nella parte
anteriore
essa
è
trasparente e molto sottile,
e prende il nome di
CORNEA.
COROIDE:
membrana
intermedia che costituisce
l’iride, essa è composta da
molti capillari sanguigni e provvede alla nutrizione dell’occhio.
RETINA: la membrana più interna costituita da cellule nervose è in grado di stimolare gli stimoli
luminosi e mandarli al cervello attraverso il nervo ottico.
CRISTALLINO: il cristallino è simile ad una lente convessa, è molto elastico esso infatti varia la
sua forma in base alla distanza dell’oggetto da mettere a fuoco.
2 lezione
COME VEDO?
Dagli oggetti partono radiazioni luminose che giungono
al nostro occhio.
-Una SORGENTE LUMINOSA come una lampadina
emette luce propria.
-Gli OGGETTI ILLUMINATI diffondono in tutte le
direzioni la luce da cui vengono investiti.
Essi contengono dei pigmenti che diffondono solo la
luce di un particolare colore assorbendone il resto: un oggetto rosso riflette solo la luce rossa
assorbendone il resto, un oggetto giallo riflette solo luce gialla ecc …
4
Come vediamo?
Per noi vedere è una delle cose più semplici da fare, ma questo avviene per un processo
complicato e che deve essere molto preciso, pena una visione imperfetta.
Per vedere abbiamo bisogno di:
-occhi;
-luce;
-oggetti,…
Il colore degli oggetti dipende dalla luce che li illumina, se colpiamo un oggetto con una luce rossa
questa renderà del suo stesso colore tutti gli oggetti che illuminiamo, tranne gli oggetti neri.
Tuttavia non è completamente corretto parlare di occhio al singolare, ognuno di noi infatti possiede
due occhi posti entro le cavità orbitarie che si aprono sotto l’osso frontale.
Ogni occhio ha una visione relativamente diversa, che il cervello combina in una singola immagine
tridimensionale, grazie ai due occhi possiamo valutare la profondità di una stanza, la distanza tra i
vari oggetti, e ciò non sarebbe possibile con un solo occhio.
Tutto comincia quando un fascio di luce
colpisce il nostro occhio: esso passa
attraverso la cornea(una lente naturale)
e la pupilla. Poi incontra il cristallino: si
tratta di un’altra lente naturale che,
grazie al muscolo ciliare, cambia la sua
curvatura in modo da convergere i raggi
in un punto, detto fuoco. Ovviamente il
fuoco deve cadere sulla retina per poter
vedere immagini nitide, perché è sulla
retina che ci sono i fotorecettori che
trasformano gli impulsi luminosi in
elettrici. Quando noi osserviamo una
immagine la vediamo diritta e reale, in
verità nel nostro occhio l’immagine
appare capovolta e rimpicciolita Sulla
retina si forma quindi l’immagine che
viene elaborata e spedita al cervello
grazie al nervo ottico.
Il cervello capovolge a sua volta l’immagine rendendola reale, e diritta, così come la vediamo.
Sulla retina troviamo i recettori, circa 140 milioni di cellule, ognuna di esse ha la capacità di
trasformare l’immagine in impulso nervoso.
Le cellule sono di due tipi: CONI E BASTONCELLI .
Specializzati nella visione
diurna, dei piccoli dettagli e
della percezione del colore.
Si occupano della visione
notturna, dell’illuminazione
dell’oggetto e sono molto
sensibili al movimento.
3 lezione
PERCHÉ DUE OCCHI?
Two eyes are better than one?
5
questo è il campo visivo di Sara!!
I due orizzonti hanno una parte
coincidente e due parti laterali non
coincidenti.
Le immagini percepite dai due occhi sono
diverse, ma il cervello che le riceve
contemporaneamente le riorganizza dando
luogo ad una immagine 3D
4 lezione
COME È FATTO IL CRISTALLINO ? A COSA SERVE IL CRISTALLINO?
Il cristallino è definito lente naturale dell’occhio e come tutte le lenti si comporta in modo diverso in
base alla distanza degli oggetti che vogliamo vedere, mettere a fuoco.
Le foto hanno come soggetto il cristallino di un occhio di bue, che abbiamo dissezionato in classe.
L’occhio di bue presenta le stesse parti dell’occhio umano. Riconosciamo la pupilla e l’iride e
tagliando e incidendo vediamo uscire fuori un liquido, si tratta dell’umor acqueo.
6
Abbiamo appoggiato il cristallino su un vetrino da microscopia e
abbiamo provato a vedere come si comportava …
…appoggiandolo su una pagina di libro ,
Come lente di ingrandimento!!!
……guardando lontano e attraverso
Il viso di Cristina appare capovolto e
rimpicciolito.
Esso può ingrandire le
immagini, come una lente
d’ingrandimento, oppure
capovolgerle e rimpicciolirle,
come una lente convergente.
Cristallino come lente
d’ingrandimento
5 lezione
CRISTALLINO COME LENTE CONVERGENTE ???!!!
Una lente CONVERGENTE è una lente con un maggior spessore nella parte centrale.
Una lente DIVERGENTE invece ha un maggior spessore alla periferia ed avremo sempre una
immagine diritta e rimpicciolita
7
8
Un esempio di lenti convergenti in natura sono le gocce d’acqua……
…che, come le comuni lenti convergenti, si comportano anche da lenti di ingrandimento!!!
Avete notato che la
bolla d’aria nella
boccettina si
comporta come una
lente divergente !??!!
Le parole appaiono
rimpicciolite!!
Goccia su vetrino
Anche un barattolo contenente acqua colpito da un fascio di luce si comporta da lente
convergente!!!
9
7 lezione
OCCHIO VS MACCHINA FOTOGRAFICA
L’occhio umano è molto simile ad una macchina fotografica:
- pupilla
apertura del diaframma (contenuto
all’interno dell’obbiettivo permette il passaggio di più o meno luce).
pellicola o dispositivo elettronico che
- retina
registra l’immagine.
- cristallino
obiettivo (cattura l’immagine)
La macchina fotografica funziona quindi sia come un occhio umano che come una camera oscura.
La luce passa attraverso le lenti dell’obiettivo della macchina e viene
impressionata su una superficie sensibile (un rullino, un dispositivo elettronico), l’immagine è però
capovolta e rimpicciolita.
Un chip di rielaborazione fotografica (paragonabile al nostro cervello) capovolge a sua volta
l’immagine rendendola reale e dritta.
Ciò come abbiamo detto accade anche nel nostro occhio è in una camera oscura.
La differenza è che con la camera oscura l’immagine appare capovolta, manca quindi qualcosa
che la capovolga nuovamente facendola apparire reale e diritta.
Abbiamo costruito anche noi una
camera oscura .
Riuscire a vedere l’immagine non è
stato per niente facile!!!
Guardando dentro ad una macchina fotografica abbiamo individuato le parti che la compongono.
La macchina che abbiamo smontato è molto semplice: mirino, obiettivo con una lente di plastica,
otturatore-diaframma che si apre e si chiude a scatto con un meccanismo a molla.
10
Approfondiamo..
L’OBIETTIVO: l’obiettivo sostituisce il forellino della camera oscura. Esso ha il
compito di formare sulla pellicola (oggi sostituita nelle fotocamere digitali da
una scheda elettronica) un’immagine rimpicciolita capovolta di ciò che si vuole
fotografare. Una caratteristica degli obiettivi è la distanza focale ovvero la
distanza tra la lente dell’obbiettivo e il fuoco cioè il punto dove convergono
tutti i raggi luminosi paralleli che colpiscono la lente. Quando la distanza
focale è ridotta l’obiettivo prende il nome di grandangolo ed ha un campo di ripresa molto ampio.
DIAFRAMMA: congegno posto tra le lenti, il suo scopo è quello di regolare la
quantità di luce che entra nell’obbiettivo e di variare il campo della fotografia.
L’apertura del diaframma viene misurata con il numero adimensionale “f” dato dal
rapporto tra la distanza focale dell’obiettivo utilizzato e il diametro del diaframma.
Aumentando i tempi di apertura del diaframma si possono scattare foto in
ambienti con poca luce, mentre in ambienti molto luminosi è necessario ridurne l’apertura.
OTTURATORE: meccanismo che consente di misurare con molta precisione il
tempo di posa. Esso lascia entrare luce nell’obbiettivo soltanto per un
determinato periodo prefissabile. Aumentando i tempi di apertura la pellicola
(oggi dispositivo elettronico) viene impressionata da più immagini riunite in un
unico fotogramma creando l’effetto panning.
Leggendo ancora, cerchiamo di dare una spiegazione alle foto di Giulia che riguardano il
movimento. Capiamo finalmente come noi percepiamo il movimento e come realizzare l’effetto
movimento con la macchina fotografica.
L’occhio può seguire una pallina da tennis che viaggia a velocità altissima. La tecnica del cinema è
possibile perché sfrutta il fatto che le immagini sulla retina persistono per un tempo 1/10 secondi
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per immagine. Se si fanno scorrere foto e immagini ad una velocità maggiore o uguale a 1/10 di
secondo percepiamo le immagini in movimento come nella realtà.
Se teniamo dunque aperto il diaframma per un tempo lungo fotografiamo immagini in movimento
come quelle scattate e presentate a Scatti di scienza!
Giulia riscrive quindi la scheda relativa alla foto “angeli in movimento”
Ho scattato questa foto nel settembre 2008. Mi trovavo a Gardaland con la mia famiglia, quando abbiamo
deciso di vedere lo spettacolo di pattinaggio sul ghiaccio. Al palaghiaccio le luci colorate si muovevano da
una parte all’altra, in ogni direzione come i pattinatori.Avevo la macchina fotografica, così ho deciso di
scattare alcune foto, non ero molto esperta, come non lo sono ora, così scattavo ogni volta che i pattinatori
mi passavano davanti.
Quest’anno poi, riguardando tutte le foto del computer, ho ritrovato quest’immagine. Mi rendo conto di aver
scattato la foto inconsciamente, utilizzando i tempi di posa lunghi, che non creano un’immagine ferma, le
figure “trascinate” che lasciano una scia ed è questo che dà un senso di movimento. La foto mi fa pensare ai
quadri futuristi che ho visto sul mio libro d’arte. I dipinti di Boccioni e Balla, questi 2 artisti che nelle loro
opere hanno rappresentato soggetti in movimento (ballerine, nuotatrici, corridori) alla ricerca del dinamismo,
cioè di figure che non appaiono mai ferme, un po’ come i pattinatori nella mia foto.
8 lezione
SPECCHIO DELLE MIE BRAME….
Lo specchio è una superficie riflettente. La sua capacità di riflettere è dovuta ad uno speciale
rivestimento metallico
specchio nello specchio: abbiamo messo due specchi uno di fronte all’altro. L’immagine “passa” da
uno specchio all’altro e diventa sempre più piccola
Ecco un’altra esperienza:.
Appoggiamo perpendicolarmente allo specchio un goniometro, facciamo buio e puntiamo la luce
laser, in modo che il raggio cada al centro del goniometro.
Misuriamo i due angoli (di incidenza e riflessione): hanno la stessa ampiezza!
12
Abbiamo cercato la riflessione tra foto già scattate
dai ragazzi. Vi proponiamo questa
composizione (riflessione e simmetria centrale).
9 Lezione
RIFRAZIONE
Abbiamo osservato cosa succedeva ad una cannuccia immersa in liquidi diversi (da destra a
sinistra paraffina, acqua, olio di semi, acqua e sale)
Anche questo
rifrazione!
fenomeno
è
dovuto
alla
13
10 Lezione
ALLA RICERCA DEI COLORI. PERCHE’ VEDO A COLORI?
Studiamo un po’ di teoria prima sulla luce e poi sui colori.
Oltre agli occhi per poter osservare gli oggetti abbiamo bisogno di un’altra cosa: la luce.
La luce nel corso del tempo è stata definita con diverse teorie, fra le quali:
-teoria corpuscolare: Questa teoria è stata formulata da Newton. Essa definisce la luce composta
da piccolissime particelle di materia (corpuscoli) che si disperdono in ogni direzione.
-teoria ondulatoria: Questa teoria è stata formulata da Christiaan Huygens nel 1687. Fu pubblicata
però solo nel 1690.Essa definisce la luce come un’onda che si propaga in un mezzo, chiamato
etere, che doveva pervadere tutto l’universo.
-teoria elettromagnetica. Questa teoria, fino ad oggi la più accreditata ed usata, fu formulata da
James Clerk Maxwell alla fine del 1800. Egli definì la luce un’onda elettromagnetica che non
necessita di un mezzo per la trasmissione. Questo significa che può propagarsi anche nel vuoto.
- teoria quantistica. Nel 1905 Einstein fece una sintesi delle due teorie, sostenendo che la luce
sarebbe costituita da particelle di energia dette fotoni e si comporta talvolta da onda e talvolta
come corpuscolo
La luce può propagarsi in un mezzo trasparente, ma anche nel vuoto, la sua velocità è
c = 299 792 458 m/s. comunemente arrotondato a 300 000 km/s.
La luce che arriva dal sole impiega quindi circa 8 minuti per arrivare alla Terra.
Sole
150 milioni di km
Terra
300 000 km/s = 8 minuti.
La luce è definita luce bianca, in verità essa è
una mescolanza di tutti i colori.
Un prisma
può
disperdere
la
luce
bianca nelle
sue
componenti
colorate. I
colori, così
come
la
luce, sono
onde
elettromagnetiche. Ogni componente viene
rifratta dal prisma in maniera diversa in base
alla sua lunghezza d’onda.
La luce che ci appare bianca, in realtà è un
fascio di luce di 7 colori principali : rosso,
arancione, giallo, verde, blu, indaco e violetto che prende il nome di “ Spettro luminoso
della luce”.
Per colore si intende la percezione visiva generata dai segnali nervosi prodotti dai fotorecettori.
Il colore degli oggetti dipende dalla luce che li illumina.
L’occhio umano può vedere radiazioni elettromagnetiche comprese fra la “zona viola” e la “zona
rossa”, cioè può vedere radiazioni presenti fra i 400 ed i 700 nanometri (unità di lunghezza uguale
a 10-9) circa.
Un corpo illuminato da luce bianca ci appare colorato ad esempio ci appare rosso perché assorbe
tutti i colori eccetto il rosso che è diffuso in tutte le direzioni.
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Il colore dei corpi dipende dall’interazione tra i corpi e la luce che li illumina. Un corpo è bianco
quando non assorbe nessun colore e li disperde tutti.
Un corpo appare nero se assorbe tutti
i colori
I colori primari della luce sono il
rosso, il verde e il blu. Mescolando a
due a due questi 3 colori si ottengono
i colori secondari della luce, ovvero i
3 colori primari delle tinte.
15
CD ROM
Abbiamo costruito uno spettroscopio con un tubo di cartone di diametro di 3 cm e lungo 15 cm.
Abbiamo coperto un’estremità con un cartoncino
nero cui abbiamo fatto una sottile fessura. All’altra
estremità abbiamo applicato un pezzo di CDROM
spellato (abbiamo usato lo scotch per togliere lo
strato metallizzato dalla plastica)
Poi abbiamo puntato il nostro spettroscopio verso una fonte luminosa (le lampade oppure la
finestra). Abbiamo provato anche con pezzi di CD “spellati” e non. Cosa appare ? L’arcobaleno!!
Se però cambiate inclinazione, cosa succede? Osservate la foto a sinistra in basso:compaiono i
colori primari della luce ( rosso blu verde)
Come ottenere uno
spettro così
evidente? .Abbiamo
puntato il CDrom
spellato verso la
sorgente luminosa
(la lampada al neon
in classe),
orientandolo in modo
da ottenere solo
alcuni colori dello
spettro e poi
abbiamo scattato
ponendo l’obiettivo
molto vicino al CD
ROM.
La superficie del CD si comporta da RETICOLO DI DIFFRAZIONE (la sua superficie è costituita da
microscopiche incisioni) e il cambiamento di colore è prodotto dall’INTERFERENZA.
I solchi del Cd separano il raggio d luce in molti fasci che interferiscono l’un l’altro. Ecco perché
modificando l’angolo i colori compaiono più brillanti oppure alcuni scompaiono.
LE BOLLE DI SAPONE
la giornata non è tanto soleggiata. i colori si
vedono bene ma fotografarli è difficile, si notano
poco
Anche in questo caso si tratta di un fenomeno di INTERFERENZA. Le bolle si comportano come
film sottili Se il film ha spessori diversi in diversi punti, oppure se la sua superficie non è planare
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come in una bolla di sapone, esso appare di molti colori, perché in ciascun punto è un diverso
colore a dare luogo a interferenza costruttiva.
11 Lezione
GUARDA GUARDA
Per concludere il nostro lavoro ci siamo divertiti con il libro “Guarda Guarda”.
Come anticipa il libro, le cose non sono sempre come sembrano
E’ vero!!
Appoggiando il naso vediamo incrociarsi le linee.
Gli occhi sono molto vicini alla pagina e
l’immagine che vede un occhio si sovrappone a
quella che vede l’altro!
Bruchi e farfalle: ora ci sono…ora non ci
sono…
I filtri sono fatti di materiale trasparente
colorato
Con un filtro rosso vedo tutto ciò che non è
rosso
Con un filtro blu vedo solo gli oggetti che
non sono blu!!!
17
BIBLIOGRAFIA ,SITOGRAFIA
Solo alcune immagini (es. lezioni 5,7 e 10) riportate nel testo sono scaricate da internet (ricerca
con Google) o sono contenute nei siti visitati. Tutte le altre foto, immagini ed elaborati sono stati
prodotti dagli alunni della classe. Parte dei loro quaderni sono stati scannerizzati e inseriti
nell’elaborato presentato
I siti visitati sono stati innumerevoli. Riporto di seguito solo una selezione.
1. http://www.scienza-under-18.org/SCATTI%20DI%20SCIENZA/
2. http://didascienze.formazione.unimib.it/set/index.html
3. http://didascienze.formazione.unimib.it/Lucevisione/
4. www.lamap.fr
5. www.linceieistruzione.it
6. http://www.mce-fimem.it/ricerca/eduscientifica/Fabri/ottica%20Fabri/lezioniottica.html
7. http://server1.fisica.unige.it/~tuccio/SSIS/visione.html
8. www.funsci.com
9. http://www.scientiamagistra.altervista.org/spettroscopio.pdf
10. http://associazioni.monet.modena.it/aifmo/AIF%20Modena%20costruzione%20di%20uno%20spettroscopio.pdf
11. http://www.atuttoportale.it/didattica/divulgazione_scientifica/modulo-3.pdf
12. http://www.istitutocampi.com/progetti-didattici-e-laboratori/attivit%C3%A0-di-laboratoriodissezione-occhio-di-bue/
13. w3.uniroma1.it/cattedra_michelotti/Colori.ppt
14. http://www.scientic.fauser.edu/luce/scientic/rifless/diffusione.htm
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