LE DOMANDE PER INCOMINCIARE

Una possibile partenza può essere quella di osservare, senza fornire ai ragazzi indicazioni specifiche, varie situazioni di luce e ombra all’interno e all’esterno. Le foto che seguono suggeriscono situazione che i ragazzi dovrebbero osservare davvero, infatti è la realtà il punto di partenza dei ragazzi ed è da lì che il docente si deve muovere.

A. All’esterno l’ombra di un oggetto opaco
  

1. con il sole l’ombra è nitida

2. con le nuvole c’è penombra.

B. Nell’aula l’ombra di un oggetto opaco

1. in luce solare	2. con luce diffusa, la penombra

3. con la luce accesa, la penombra

C. In laboratorio l’ombra di un oggetto opaco

1. è nitida quando si usano lampadine piccole	2. ha zone di penombra quando si utilizzano lampadine grandi.

In questo caso l’attenzione va indirizzata all’osservazione delle ombre degli oggetti nelle varie situazioni di illuminazione, come indicato nel paragrafo seguente.

   CHE COSA FAR NOTARE

1. All’esterno l’ombra di un oggetto opaco

   1. in luce solare è netta e ben delimitata

   2. con il cielo nuvoloso è circondata da un alone sfumato, la penombra

2. Nell’aula l’ombra di un oggetto opaco

   1. in luce solare diretta è netta e ben delimitata

   2. con luce diffusa è circondata da un alone sfumato, la penombra

   3. con la luce accesa è circondata da un alone sfumato, la penombra

3. In laboratorio l’ombra di un oggetto opaco

   1. è nitida quando si usano lampadine piccole

   2. ha zone di penombra quando si utilizzano lampadine grandi

Le caratteristiche delle ombre dipendono dal tipo di sorgente che le produce.

1. Si formano ombre nette quando la sorgente di luce è:

   • una microlampadina, cioè una lampadina con filamento piccolo (sorgente puntiforme vicina)

   • il sole (sorgente estesa lontana)

2. Si forma penombra quando la sorgente di luce è:

   • una lampadina con il filamento grande (sorgente estesa vicina)

   • la luce diffusa in aula (sorgente estesa vicina)

   CHE COSA SUCCEDE

Un corpo opaco situato tra una sorgente luminosa ed uno schermo provoca la formazione di una zona d’ombra, che corrisponde ai raggi intercettati dal corpo in accordo con la propagazione rettilinea della luce. Se la lampadina ha un filamento molto piccolo, come in una microlampadina, si comporta come una sorgente puntiforme, provocando la formazione di ombre nitide. Si considera puntiforme la sorgente che emette un solo fascio conico di luce con vertice nel punto di emissione; il contorno degli oggetti delimita spazi di ombra da quelli di luce disegnando una macchia d’ombra netta sullo schermo. Nel caso delle lampadine normali a bulbo il filamento è di maggiori dimensioni per cui si può parlare di sorgenti estese.

Poiché la sorgente estesa può essere considerata come un insieme di sorgenti puntiformi, i fasci di luce conici emessi sono molteplici e quindi i raggi luminosi che lambiscono il contorno degli oggetti non hanno origine in un unico vertice; così si formano spazi diversamente oscurati o illuminati e una macchia d’ombra e di penombra sulla superficie osservata. L’elemento che influisce sulla diversità dell’ombra non è l’intensità della luce emessa dalla sorgente ma l’estensione della zona di emissione (filamento).

Poiché i raggi del sole arrivano da una sorgente estesa, ma infinitamente distante, si può equiparare il sole ad una sorgente puntiforme: si hanno fasci luminosi paralleli che formano una macchia d’ombra netta; tuttavia l’aspetto delle ombre in luce solare è meno nitido perché ogni punto della superficie solare emette luce e quindi l’ombra è una combinazione di un grandissimo numero di singole ombre formate dalla luce proveniente da ciascun punto della superficie del sole. Se l’oggetto opaco è lontano dalla superficie su cui si nota la macchia d’ombra, i raggi diffusi dalla superficie influiscono sulla nitidezza della macchia creando penombra.

Il parallelismo o la convergenza delle ombre è un’altra prova per verificare vicinanza/lontananza di una sorgente