Diffusione, riflessione e rifrazione della luce

Abbiamo sperimentato alcuni fenomeni collegati alla luce: riflessione, rifrazione e diffusione.
Prima esperienza
Che cosa succede se la luce colpisce un corpo opaco dalla superficie lucida e levigata, quale lo specchio?
Se ci poniamo davanti ad uno specchio vediamo la nostra immagine riflessa; se teniamo un oggetto nella mano sinistra, nello specchio vediamo che la nostra immagine tiene l’oggetto nella mano destra.
La luce riflessa dal nostro corpo colpisce la superficie dello specchio che, per le sue particolari proprietà, la fa “rimbalzare ” originando l’immagine invertita: questo fenomeno si chiama RIFLESSIONE

Le verbalizzazioni degli alunni

Seconda esperienza

Che cosa succede se la luce , passando dall’aria, attraversa un altro corpo trasparente come l’acqua?
Osserviamo una matita immersa in un bicchiere d’acqua.
Notiamo che la matita “appare spezzata”in corrispondenza della superficie dell’acqua.
Ma in realtà non è cosi’! PERCHE’?
La luce che colpisce la matita immersa, passando dall’aria all’acqua cambia direzione: i raggi nell’acqua si muovono più lentamente che nell’aria, perché l’acqua è più densa dell’aria, quindi vengono rallentati e deviati.
Ciò succede tutte le volte che la luce passa da un mezzo trasparente (ad esempio l’aria) ad un altro mezzo trasparente (ad esempio l’acqua ) di diversa densità.
Questo fenomeno si chiama RIFRAZIONE.

Terza esperienza
Quando un raggio luminoso colpisce una superficie rugosa,ad esempio un cartoncino scuro, viene diffuso, cioè disperso in tutte le direzioni.
Anche la luce emessa da una lampada dopo avere illuminato un oggetto viene dispersa.
Abbiamo osservato che più la sorgente di luce è vicina all’oggetto più questo viene illuminato e la diffusione è minore.
Più la sorgente di luce è lontana dall'oggetto, meno questo viene illuminato e la luce si diffonde di più.

Al termine delle esperienze abbiamo visionato questo video didattico

La luce e i corpi

Obiettivo didattico di questo incontro è individuare e classificare corpi opachi, trasparenti, traslucidi e riflettenti, sperimentando il comportamento della luce nei loro confronti.
Utilizzando oggetti di materiali diverso (plastica, carta, cartone, fogli di acetato, metallo,vetro smerigliato, legno, stoffa, specchio, vetro,… ), dopo aver oscurato l’aula, abbiamo puntato una torcia accesa sui vari oggetti e abbiamo registrato il comportamento.

Rappresentazioni grafiche

La mappa concettuale work in progress.

Riepiloghiamo

Al termine di questa prima fase del progetto, abbiamo riepilogato quanto appreso costruendo questa mappa concettuale (in progress).

Abbiamo, inoltre, visionato il filmato didattico qui di seguito (clicca sull'immagine per visionarlo).

Sperimentiamo.....la propagazione rettilinea della luce.

Per comprendere che la luce si propaga in modo rettilineo, abbiamo effettuato diverse esperienze.

Gli alunni sono stati sollecitati ad osservare, a porsi delle domande, a fare delle riflessioni, a verificare le loro ipotesi.
Prima esperienza
In un ambiente poco illuminato abbiamo acceso una torcia e l'abbiamo disposta in modo che illuminasse una grande palla.
A turno gli alunni sono stati chiamati a descrivere ciò che vedevano: la palla illuminata solo da un lato, mentre l'altro rimane "al buio".

Seconda esperienza
Abbiamo preso due cartoncini rettangolari, li abbiamo sovrapposti e forati al centro con un chiodo.
Abbiamo piegato leggermente la loro base in modo da creare un appoggio e li abbiamo fissati su un piano, ad una distanza di circa 15cm l’uno dall’altro.
Abbiamo acceso una candela e l’abbiamo messa sullo stesso piano in cui avevamo sistemato i cartoncini. Ci siamo posizionati in modo da riuscire a vedere la fiamma della candela attraverso i fori dei cartoncini.
Successivamente abbiamo spostato un cartoncino in modo che i fori non fossero più allineati e abbiamo scoperto che non si riusciva più a vedere la fiamma della candela.

Una scheda di riepilogo

Terza esperienza
Abbiamo preso un tubo flessibile e puntato una torcia accesa ad una sua estremità. Guardando all'altra estremità del tubo abbiamo notato che la luce era visibile solo quando il tubo era in linea retta fra l'occhio e la torcia.

Torcia,cartoncino, colapasta.....classifichiamo le sorgenti estese e puntiformi.

Nel secondo incontro di progetto, gli alunni hanno portato il materiale richiesto per l’allestimento delle esperienze di seguito descritte. Hanno partecipato attivamente alle discussioni che le hanno precedute e seguito.

Commentando le esperienze svolte, che sono state verbalizzate e rappresentate graficamente, hanno osservato come la luce emessa da una torcia sia più estesa della luce emessa dalla stessa torcia cui è stata ristretta l’apertura del fascio.
Successivamente hanno classificato alcune sorgenti estese e puntiformi.

Distinguere tra sorgenti luminose naturali ed artificiali.

Per classificare le sorgenti luminose gli alunni hanno osservato alcuni oggetti e ne hanno disegnato altri, di fronte ai quali hanno discusso e sui quali si sono accordati per una classificazione condivisa.

Una scheda di riepilogo.

"Accendiamo" le idee

L’argomento “Luce” suscita generalmente grande interesse tra gli alunni e si presta ad un approccio interdisciplinare che coinvolge diversi linguaggi ( Scienze, Italiano, Arte, Tecnologia, Teatro ecc....).

Abbiamo iniziato il percorso didattico con un brainstorming per fare emergere le preconoscenze degli alunni, registrando le risposte su una mappa, costruendo e visualizzando così la matrice cognitiva del gruppo.

Molte risposte hanno riguardato le sorgenti di luce e, pur non possedendo la terminologia specifica, è apparso chiaro che gli alunni riconoscono la differenza tra sorgenti di luce naturale ed artificiale.
Altre risposte, meno ordinarie (Felicità, Eclissi, giallo….), evidenziano la consapevolezza della complessità del fenomeno.