L’intensità luminosa

L'esperimento di laboratorio
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Supporto didattico ALL'ESPERIENZA 5.2

Fisica

   CHE COSA FAR NOTARE

I ragazzi devono avere ben chiaro che la sorgente di luce è sempre la stessa e quindi la luce emessa in ogni istante è costante; è altresì costante la distanza tra sorgente luminosa e lastrine ; le variabili che stiamo considerando sono il numero di lastrine (lo spessore discretizzato) e l’intensità luminosa; stiamo cercando di trovare una relazione tra i due insiemi di misure.

Aiutiamo i ragazzi ad approfondire il significato di relazione lineare (somma costante) e di relazione di proporzionalità inversa (prodotto costante; il caso in esame non può rientrare in questi due casi). L’andamento del grafico potrebbe esserci di aiuto. L’andamento ci permette di escludere ipotesi di relazione (per esempio il modo di decrescere lineare o della proporzionalità inversa e ci orienta verso altre scelte possibili)

Senz’altro ci sarà qualche punto che si discosta dalla curva che i ragazzi tracceranno per interpolare i punti. Questo si spiega con gli inevitabili errori di misura che accompagnano una qualsiasi situazione sperimentale, ancor più una non ottimale come quella in cui stiamo operando.

Verificheremo che la curva decresce più rapidamente di un grafico di proporzionalità inversa.

Se i ragazzi sanno lavorare con il foglio elettronico, possono caricare la tabella e costruire il grafico. Teniamo presente che lavorando con il foglio elettronico è immediato intervenire sul grafico con modifiche (in particolare, si possono scegliere opportunamente le scale per realizzare grafici significativi); inoltre nel programma è prevista la possibilità di costruire il grafico della funzione che meglio interpola i valori sperimentali e avere anche la forma della funzione y=f(x).

   CHE COSA SUCCEDE

L’energia emessa dalla sorgente in ogni istante è costante ed è costante la distanza tra sorgente luminosa e lastrine; varia lo spessore del materiale che la luce attraversa.

Quando attraversa la prima lastrina, parte della luce incidente viene riflessa, parte viene assorbita, parte viene trasmessa. A noi interessa la parte di luce trasmessa, che diventa luce incidente per la successiva lastrina (che a sua volta rifletterà, assorbirà, trasmetterà). E così via per le lastrine successive.

Ad ogni lastrina si ripresenta la stessa situazione:

  • luce incidente, luce riflessa, luce assorbita, luce trasmessa

  • la luce trasmessa diventa luce incidente per la lastrina successiva

Possiamo individuare in questa schematizzazione un processo iterativo, che va sottolineato con i ragazzi.

Nelle prime osservazioni qualitative si è  notato anche un fascio di luce riflessa, quando il fascio incontra la superficie della prima lastrina. Per le successive lastrine questo fenomeno si può ritenere trascurabile se le superfici accostate hanno una buona aderenza. Decidiamo quindi di non considerare la riflessione.

Di seguito si dà la tabella con le misure effettuate da ragazzi di una terza media, così che se non è possibile realizzare l’esperimento, si possano dare ai ragazzi almeno i risultati, trovati da altri e proporre la traccia di elaborazione data sopra. 

Intensità luminosa in funzione 
del numero di lastrine

n. lastrine

intensità (lux)

0 290
1 261
2 234
3 210
4 194
5 181

 

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