Per descrivere ed interpretare i fenomeni luminosi l'uomo ha ideato
nel corso della storia modelli differenti che hanno avuto fortune alterne;
ciascuno di essi è stato in grado di interpretare con efficacia
gruppi di fenomeni noti e di predirne di nuovi.
Ancora oggi coesistono due modelli fondamentali: quello corpuscolare
e quello ondulatorio seppure ai termini particella e onda vanno attribuiti
significati diversi da quelli intuitivi o della fisica classica.
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Spesso nell'azione didattica si passa implicitamente da un
modello all'altro, utilizzando di volta in volta quello più funzionale
alla rappresentazione del fenomeno in esame dal punto di vista disciplinare.
Questa procedura è fonte di disorientamento per l'alunno non
consapevole:
- del fatto che il modello è
una rappresentazione concettuale di un fenomeno reale ed è ben distinto
dal fenomeno stesso;
- del processo di modellizzazione che ha portato alle rappresentazioni
e interpretazioni che gli vengono proposti dal libro o dall'insegnante;
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Disorientamento viene creato anche dalla mancata esplicitazione
delle relazioni esistenti tra i vari modelli:
- il modello dei raggi di luce e quello particellare non sono contrapposti:
i raggi si possono immaginare come la rappresentazione delle traiettorie
delle particelle;
- il modello dei raggi di luce e quello ondulatorio non sono contrapposti:
il raggio può rappresentare la direzione di propagazione dell’onda;
l’onda però ha qualcosa in più del raggio perché porta
altre informazioni oltre alla direzione di propagazione;
- tra il modello degli spazi di luce e di ombra e quello a raggi di
luce c'è il nodo del passaggio da una descrizione continua ad una
discontinua; (collegamento
rosa SENIS)
- inoltre va gestita l'incompatibilità che il senso comune attribuisce
alla natura di onda e di particella
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Un aspetto critico è anche quello del salto tra la rappresentazione
bidimensionale e tridimensionale:
la luce occupa spazio; le fenomenologie fisiche legate alla
luce, al suo propagarsi e interagire con la materia avvengono nello spazio
tridimensionale.
Tali sono anche i modelli che li descrivono e li interpretano, ma usualmente
dai libri di testo sono proposte solo rappresentazioni con pochi raggi
tracciati su sezioni piane.
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Un aspetto che può essere opportuno non dare per scontato è
che lo stesso fenomeno può essere efficacemente interpretato con
modelli diversi: es. riflessione, con modello ondulatorio e a raggi.
Ogni modello ha molti vantaggi, ma ha inesorabilmente dei limiti di
applicabilità e degli aspetti che non prende in considerazione.

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