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Roma, Aprile 1999 Insieme con Anna abbiamo deciso di sfruttare l'intuizione di Daniel rispetto alle sorgenti colorate e di proporre quindi alle due classi l'esperienza delle ombre colorate. L'attività è stata realizzata nel teatro della scuola in due incontri a classi aperte Abbiamo utilizzato tre proiettori con tre filtri colorati: rosso, verde e blu; uno schermo bianco; un oggetto (ombrello). Abbiamo iniziato ad accendere un proiettore alla volta chiedendo sempre di prevedere il colore dell'ombra e di osservare la posizione in cui essa compariva sullo schermo. Ovviamente rispetto al colore dell'ombra c'è stato un coro comune: "Nera". Rispetto alla posizione dell'ombra è stato immediato per loro riconoscere che il proiettore più a sinistra generava l'ombra più a destra, il proiettore più a destra quella più a sinistra e ovviamente quello centrale generava l'ombra al centro dello schermo. A questo punto abbiamo lavorato con due proiettori accendendo prima quello con la luce verde e successivamente quello con la luce rossa. Magicamente le ombre nere si sono colorate e devo dire che sollecitando i ragazzi a riflettere sul modellino delle penombre che gli avevo a suo tempo mostrato, in modo abbastanza veloce sono arrivati a riconoscere che l'ombra del proiettore rosso si era colorata di verde e viceversa, sono anche arrivati a darne la spiegazione. A questo punto per verificare se effettivamente il discorso era interiorizzato, ho chiesto: "Cosa succede se tolgo i filtri colorati dai due proiettori e proietto luce bianca?". Hanno risposto che si sarebbero formate delle ombre più chiare, cioè delle penombre. Abbiamo proseguito giocando con le tre luci, accendendo due proiettori alla volta e facendo notare i colori che di volta in volta apparivano lì dove si sovrapponevano le luci. Si aspettavano dei colori più scuri forse a causa della loro esperienza con i miscugli dei colori a tempera. L'esperienza è proseguita accendendo simultaneamente i tre proiettori. Qui le previsione dei ragazzi si sono fatte molto confuse. Si aspettavano solo tre colori (blu, verde e rosso) e non tutti quelli venuti fuori. Nella sovrapposizione delle tre luci addirittura il bianco non era prevedibile! E' stato a questo punto che sono venute fuori frasi del tipo: "Ma è come l'arcobaleno", "Ma è come un certo disco (riferendosi a quello di Newton)", "Però c'è anche il nero". Alla richiesta di spiegazione del perchè la presenza del nero, ci sono stati molti dubbi e perplessità: l'esperienza dei colori a tempera li condizionava ancora, poi finalmente qualcuno ha detto: "Vuol dire che lì non ci arriva la luce".
E' opportuno che l'insegnante effettui una prova prima dell'esperienza con i ragazzi per cercare di individuare la situazione più significativa.
Oggi la professoressa ci ha divisi in due gruppi: il mio gruppo è sceso in teatro a fare l'esperimento sulle ombre, per vedere se potevano essere colorate, l'altro è rimasto con la professoressa di Lettere e scenderà la settimana prossima. Abbiamo preso tre proiettori e abbiamo messo dei vetrini di colori diversi: verde, rosso e blu; un ombrello conficcato in una scatola (per tenerlo in equilibrio) e uno schermo per diapositive. Abbiamo messo i proiettori in direzione dello schermo e in mezzo, tra lo schermo e i proiettori, l'ombrello. Accendendo un solo proiettore si vedeva l'ombra nera, perchè i raggi non arrivavano nella parte d'ombra. Abbiamo visto che accendendo il proiettore rosso che era a destra, l'ombra nera si formava a sinistra; accendendo il proiettore verde che era a sinistra, l'ombra si formava a destra; accendendo il proiettore blu che era al centro, l'ombra si formava al centro. Mentre accendendone due, quelli con i vetrini verde e rosso, si sono formate due ombre. I raggi verdi e rossi si sono estesi su tutto lo schermo, nella sovrapposizione si vedeva il giallo. Dove i raggi verdi non arrivavano, perchè coperti dall'ombrello, quello spazio veniva occupato dai raggi rossi e viceversa, per cui le ombre si coloravano: una verde e l'altra rossa. Questo procedimento l'abbiamo ripetuto per gli altri colori, accoppiandoli due a due. Se invece accendiamo tutti e tre i proiettori, sullo schermo le ombre si schiariscono pian piano e si vedono i sette colori dell'arcobaleno. Si vedeva anche il nero, questo perchè in quel punto non arrivava la luce dei proiettori e il bianco che era presente perchè in quel punto si incrociavano tutti i colori dell'arcobaleno. Se accendiamo i due proiettori senza vetrini, le due luci bianche si espandono su tutto lo schermo. I due proiettori creano spazi di ombra, che reciprocamente vengono riempiti dai raggi di luce, creando la penombra. Ho provato a fare un disegno, ma con i tre proiettori accesi è stato un gran pasticcio.
Mi ha sorpreso come le ombre si possono colorare e come si può creare la penombra. (Sara)
Mi ha sorpreso vedere che si sono formati colori più chiari e diversi da quelli di prima
di Rosa Iaderosa Milano, febbraio-marzo 1999 Questa loro facilità di destreggiarsi sul prevedere i colori e spiegarne la formazione ci ha un po' stupite (forse noi avevamo impiegato un po' di tempo in più per familiarizzare col fenomeno), e ci ha invogliate a spingerci ancora di più nell'approfondimento della questione. Un'altra lezione è stata quindi dedicata a giocare con le ombre colorate, spostando la mano in modo da sovrapporre un'ombra colorata ad un colore primario o secondario proiettato sul muro. La tabella qui riportata sintetizza le osservazioni fatte:
Come già detto prima, la inaspettata facilità (entro certi limiti) a prevedere i colori delle ombre rivelata dai ragazzi ci ha suggerito di soffermarci su questo fenomeno, anche per quanto riguarda la formalizzazione. Volevamo vedere se i ragazzi, che avevano già notato la diversità tra le due "leggi di composizione" , quella tra due luci colorate e quella tra una luce e un'ombra colorata, riuscivano a ragionarci su a livello formale. Abbiamo quindi proposto di compilare quest'altra tabella e poi di metterla a confronto con la precedente, rispondendo alle domande sotto elencate:
* Osserva la tabella precedente, dopo averla compilata. 1*) Che cosa puoi ottenere componendo: - due colori primari ; - due colori secondari; - un colore primario e uno secondario? 2*) c'è simmetria nella tabella rispetto alla diagonale principale? Spiega che cosa significa questa affermazione e perché, se lo ritieni vero, essa risulta simmetrica rispetto a questa legge di composizione; 3*) osserva che: blu Å giallo = bianco. Pensando che giallo= verde Å rosso ottieni: blu Å (verde Å rosso)= (blu Å verde) + rosso = bianco. Come si chiama questa proprietà? Verifica che anche rosso Å ciano= bianco. (Abbiamo indicato con il simbolo Å la legge di composizione corrispondente alla sovrapposizione di due luci colorate; per distinguerla dalla seconda legge di composizione analizzata (sintesi sottrattiva), per la quale è stato usato il simbolo ^. E' emerso subito che le due tabelle sono entrambe simmetriche, che nella seconda tabella (colore/colore) da due colori secondari si ottiene il bianco o lo stesso colore. La seconda legge ha destato interesse perché i ragazzi hanno confrontato le nuove esperienze con quanto già conoscevano sulla "combinazione" di colori con pastelli e tempere; un allievo, Andrea, ha di sua iniziativa compilato la tabella di cui sopra sovrapponendo i colori delle tempere, e si è avvicinato abbastanza ai risultati (per es. ciano ^ verde = verde), anche se i colori secondari che metteva sul foglio non erano proprio il ciano, ecc. Questa cosa vorremmo recuperarla per spiegare come il colore non dipenda solo dalla luce, ma anche dall'oggetto, ma non abbiamo ancora chiaro in che modo. Abbiamo proposto poi questo quesito:
Che cosa ti sembra che determini il risultato di questa legge di composizione? Quasi tutti hanno risposto che si ottiene sempre il colore primario che si ripete nei due secondari esaminati. Anche la seconda legge è apparsa a livello formale commutativa, come l'altra. Forse è stata una divagazione formale sulla Fisica. Quanto è stata utile? Da un punto di vista formativo pensiamo abbastanza utile, dal punto di vista della metodologia della Fisica, forse no. Comunque non è sembrata ai ragazzi una forzatura (specialmente i miei allievi sono abituati ad una visione della matematica non necessariamente applicativa). L'incoraggiamento a "sconfinare" ci è venuto dal fatto che i ragazzi non si sono annoiati ad analizzare più nel dettaglio il fenomeno, visto che per loro era del tutto nuovo. Inoltre, forse può essere utile anche capire che nell'analisi e nella formalizzazione di un fenomeno fisico gli strumenti d'indagine propri della matematica ad un certo punto possono anticipare alcuni risultati, che poi si verificano direttamente attraverso l'esperimento. Perciò le due tabelle, che sembrano pesanti o noiose nella loro compilazione, sono state di fatte un gioco di osservazioni sperimentali, di anticipazioni attraverso l'ipotesi di regolarità, di conferma dei risultati. |
Ombre Colorate 
