Esperimento 1:
“Dispersione della luce”
Materiali e strumenti: Occhiali speciali, luce
Esecuzione: Ho indossato gli occhiali ( che funzionano come un prisma di
vetro), quindi ho osservato una fonte di luce
Osservazioni: Osservando la sorgente della luce si vedono i colori
dell’arcobaleno
Conclusioni: Quando la luce colpisce le lenti degli occhiali, ogni onda che la
compone viene deviata in modo differente a seconda della lunghezza d’onda,
così la luce viene scomposto dal prisma nei
suoi 7 colori: rosso, arancione, giallo,
verde, azzurro, blu-indaco e violetto, cioè i
colori dell’arcobaleno ( che si verifica per lo
stesso processo. ( le goccioline d’acqua
rimaste sospese in aria fungono da prisma
per i raggi solari).
L’impressione che abbiamo di una luce
“bianca” è data dalla sovrapposizione di
tutti questi colori. Il colore che viene
maggiormente deviato è il violetto e quello
che subisce la deviazione minore è il rosso
(per l’ordine completo vedi elenco sopra).
Esperimento 2: “Il Disco di Newton”
Materiali e strumenti : Disco di Newton
Esecuzione: Ho preso il disco di Newton
(la cui superficie è suddivisa, sebbene non
regolarmente, in 28 spicchi dei colori
dell’arcobaleno) e tramite uno speciale
meccanismo a manovella l’ho fatto girare velocemente.
Osservazioni: Il disco appare bianco-grigiastro
Conclusioni: I nostri occhi non sono capaci di distinguere immagini che si
succedono troppo rapidamente. Ppichè il disco ruota velocemente, le
immagini dei vari colori si sovrappongono sulla retina dando l’illusione del
bianco (che è dato dalla mescolanza di tutti i colori dell’arcobaleno).
Esperimento 3
Parte 1:
“Il colore della luce”
Materiali e strumenti: Tre faretti di luci colorati (rosso,verde,blu), tre tubetti
di tempere (rosso,giallo ,blu), superficie bianca (tela)
Esecuzione: Punto il faretto blu sulla tela, poi il verde, quindi il rosso, poi
punto il blu e il rosso insieme, il verde e il blu insieme, poi il rosso e il verde
insieme e infine tutti tre
Osservazioni:
Verde+Blu-Ciano
Blu+Rosso-Magenta
Rosso+Verde-Giallo
Rosso+ Verde+Blu- Bianco
Conclusioni: I colori dell’arcobaleno, che
sono di fatto onde luminose, sono ben
diversi da quelli usati in pittura, in quanto :
 I “colori primari” nella luce( blu rosso verde) sono differenti da quelli
usati in pittura (magenta il ciano giallo)
 La luce è costituita da onde elettromagnetiche, e i diversi colori della
luce corrispondono alle diverse lunghezze d'onda. I vari colori e
sfumature sono dati dalla sovrapposizione delle onde caratterizzate da
frequenze differenti
 puntando tutti e tre i faretti (verde bianco e rosso) ho ottenuto i colori
dell’arcobaleno e in un certo punto addirittura bianco (dove si sono
sovrapposte le tre onde luminose) per il fenomeno detto “sintesi
additiva”
Parte 2: “Ombra e penombra”
Materiali e strumenti : Tre faretti (verde,blu,rosso), superficie bianca (tela),
corpo opaco
Esecuzione: Accendo i vari faretti prima uno per volta, poi a due a due, infine
tutti insieme e poi pongo un compagno (corpo opaco-non lascia passare la
luce-) davanti ad essi.
Osservazioni: La luce non riesce a passare attraverso il corpo opaco esulla tela
appare l’ombra con la sagoma del mio compagno circondata da una
penombra:
faretti accesi
Colore della penombra
rosso
rossa
blu
blu
verde
verde
rosso e blu
a sinistra rossa e a destra blu
blu e giallo
a sinistra blu e a destra gialla
rosso e giallo
a sinistra rossa e a destra gialla
rosso, blu e giallo
sia a sinistra che a destra tutti e tre i
colori ed anche gli altri colori secondari,
compreso il bianco
Conclusioni: la luce, se non viene ostacolata, si propaga in linea retta; se sulla
sua traiettoria si pone un corpo opaca, l’onda viene fermata e si forma
un’ombra che riproduce la sagoma dell’oggetto illuminato.
Se la sorgente è estesa, intorno alla zona d’ombra c’è una zona di penombra,
dove arriva solo una parte dei raggi.
Esperimento 4
Parte 1: “Rifrazione”
Materiali e strumenti : 3 laser, semidisco di plexiglass
Esecuzione: ho posizionato il solido di plexiglas a forma di semidisco davanti
ai tre laser in modo che i raggi luminosi abbiano direzione perpendicolare al
diametro del semidisco, poi ho ruotato il semidisco
Osservazioni: I laser inizialmente
attraversano il semidisco senza essere
deviati. Quando invece ruoto il
semidisco i raggi vengono deviati.
Conclusioni: quando un raggio luminoso passa da una sostanza trasparente
ad un’altra che ha densità diversa, il raggio è
deviato, cambia direzione sempre che raggio
incidente colpisce la superficie di separazione
tra i due mezzi formando con essa un angolo
diverso da zero. Quando infatti l'angolo di
incidenza è uguale a zero (cioè il raggio è
perpendicolare alla superficie) anche l'angolo
di rifrazione è zero.
Parte 2 ;
“Riflessione totale”
Materiali e strumenti: 3 laser, una prisma avente per base un triangolo
rettangolo isoscele di plexiglass
Esecuzione: ho posizionato il prisma a base
triangolare di plexiglass davanti ai tre laser in
modo che i raggi luminosi colpiscano uno dei
cateti di base del prisma, poi ho ruotato il
prisma
Osservazioni: Quando i raggi si scontrano con
il prisma, questo li rimanda indietro.
Conclusioni: I raggi di luce entrano nel vetro
senza cambiare direzione e colpiscono il lato
generato dall'ipotenusa del triangolo di origine
con un angolo di incidenza di 45° rispetto alla
perpendicolare all'ipotenusa. Siccome l'angolo
di 45° è superiore all'angolo limite fra vetro ed
aria, il raggio di luce non può uscire dal vetro
ma può solo subire una riflessione totale
anch'essa di 45°. Si ha perciò la fuoriuscita del raggio luminoso dall' altro
lato.
Questi prismi vengono usati per la realizzazione dei binocoli e dei
periscopi
Parte 3:
“Lenti convergenti”
Materiali e strumenti : 3 laser,1 lente di vetro biconvessa (convergente)
Esecuzione: Punto i laser sulla lente convessa
Osservazioni: I raggi laser (paralleli), vengono deviati e si intersecano nello
stesso punto.
Concl : la luce attraversando una lente subisce due
rifrazioni: la prima passando dall’aria al vetro della
lente ( più denso), poi quando passano dal vetro
all’aria (meno densa). A causa delle due rifrazioni i
raggi luminosi convergono in un solo punto, detto
fuoco
Esp 4-Parte 4 “Lenti divergenti”
Materiali e strumenti: 3 laser, 1 lenta concava
(divergente)
Esecuzione: Punto i laser sulla lente concava
Osservazioni: I raggi laser (paralleli), attraversano
la lente e vengono deviati, divergendo dalla
direzione iniziale.
Conclusioni: Al contrario della convergente, nella lente divergente, dopo la
doppia rifrazione, i raggi luminosi si allontanano gli uni dagli altri. Anche in
questa lente si può determinare un fuoco che è detto virtuale perché è il
punto in cui si incontrano i prolungamenti dei raggi rifratti.
Parte 5: “specchi convergenti”
Materiali e strumenti : 3 laser, uno specchio concavo
Esecuzione: Ho direzionato i laser verso la parte concava dello specchio
Osservazioni: i raggi colpiscono lo specchio e
vengono riflessi, convergendo tutti nello
stesso punto
Conclusioni: Quando i raggi di luce
colpiscono lo specchio vengono rinviati
indietro convergendo in un punto detto fuoco (F).
Parte 6:
“specchi divergenti”
Materiali e strumenti : 3 laser, uno specchio convesso
Esecuzione: Ho direzionato i laser verso la parte convessa dello specchio
Osservazioni: i raggi colpiscono lo specchio e vengono riflessi, divergendo
Conclusioni: Al contrario dello specchio concavo, nello specchio convesso i
raggi riflessisi allontanano gli uni dagli
altri. Tuttavia se provassimo a
tracciare i prolungamenti dei raggi
riflessi, noteremmo che questi si
incontrano in un punto detto fuoco
virtuale.