LE DOMANDE PER INCOMINCIARE

Una possibile partenza può essere quella di osservare situazioni in cui le diverse sorgenti creano situazioni diverse di illuminazione, senza però fornire ai ragazzi indicazioni specifiche. 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.

3) Fascio conico di luce  di un proiettore di diapositive  (per evidenziarlo si può  spargere della polvere di  gesso come nella foto).
4) Raggio laser (per evidenziarlo si può spargere della polvere di gesso come nella foto)

Alcune possibili domande di partenza:

• C’è la luce nelle prime due situazioni (il mare di luce)?

• Che forma hanno i fasci di luce nelle situazioni che hai osservato?

• In quali situazioni parleresti di “fasci di luce” e “raggi di luce”?

• A cosa somigliano i raggi di luce?

   CHE COSA FAR NOTARE

   CHE COSA SUCCEDE

La luce emessa da una sorgente occupa tutto lo spazio disponibile come un mare di luce.
Per vedere una sorgente l’occhio deve essere rivolto nella direzione della sorgente e non vi deve essere un ostacolo opaco in quella direzione; infatti una sorgente è visibile attraverso un tubo lineare mentre non lo è attraverso un tubo curvo (attenzione: se si guarda il sole occorre una protezione adeguata).
Dunque il “cammino della luce” è rettilineo, infatti essa attraversa senza ostacoli i tubi rigidi allineati nella sua direzione di propagazione e viene vista come macchia sulla superficie del primo oggetto opaco incontrato; la luce non può attraversare tubi a curvatura tale da non permettere il suo flusso rettilineo perché le pareti ne interrompono il percorso assorbendola e/o riflettendola.
Il modello “a raggi” non dice nulla della natura della luce, ma soddisfa l’esigenza di indicare la direzione in cui la luce si propaga. I raggi vanno intesi come gli assi centrali dei cilindri e dei conetti elementari in cui lo spazio di luce si immagina suddiviso, pertanto sono rappresentabili geometricamente come rette.
La diminuzione graduale del diametro dei tubi acchiapparaggi aiuta a costruire l’idea di raggio nei ragazzi.
Supponendo che l'insieme degli spaghetti sostituisca il fascio di luce , si può pensare che i singoli spaghetti siano fasci di luce di diametro minimo detti comunemente raggi.
I modelli hanno comunque dei limiti, la diminuzione del diametro dei tubi ad un certo punto deve diventare solo teorica per le difficoltà sia di ordine pratico, sia per quelle concettuali. Se il diametro del tubo va oltre un certo limite si assiste infatti al fenomeno della diffrazione.

Occorre tenere presente che alla parola raggio i ragazzi possono attribuire il duplice significato di raggio di vista o di raggio di luce. L’idea che “qualcosa” esca dall’occhio e vada verso l’oggetto permettendoci di vedere è molto forte e può interferire nella corretta formazione del concetto di raggio; inquadrare le sorgenti può far pensare all'idea di raggio di vista, catturare la luce con l'acchiapparaggi può far pensare all'idea di raggio di luce.

I fasci di luce prodotti da un lampione costituiscono modelli alternativi di fasci conici. Si può chiedere ai ragazzi di individuare e riconoscere altre situazioni reali in cui si visualizzano fasci o raggi di luce.

Complementari agli spazi di luce studiati sono gli spazi d’ombra. La propagazione rettilinea della luce viene confermata in modo indiretto dalla formazione delle ombre.
Quando la luce incontra una superficie opaca si ha la formazione di un'ombra i cui confini sono i raggi rettilinei luminosi che lambiscono il contorno dell'oggetto opaco illuminato; si può far notare che l'ombra è uno spazio e non solo una macchia (si veda in proposito il progetto SeCiF).