Luce per MOOCIsa Sozzi

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Che cos'è la luce?

Ciao bambini, sono la Professoressa Biancaluce Fotoni, vi ricordate??? Oggi vi spiegherò uno dei fenomini più affascinanti dell’universo e cercheremo di capire cos’è e come si manifesta….parleremo della Luce!

Se vi chiedessi cos’è la luce…cosa mi direste? Su su…sentiamo le prime risposte: dai pensateci…provate a rispondere. Del resto sembra facile…ma è difficilissimo! Allora, vediamo insieme: la luce è bianca…o meglio trasparente… o forse … boh…si insomma di sicuro è chiara ed illumina J. La luce riscalda, dona allegria e ci permette di vedere tutti i colori: siete mai riusciti a vedere qualche colore nel buio della notte? Credo proprio di no… a meno che siate degli inguaribili sognatori, furbetti!

Vi svelo un segretone: la luce è stata oggetto di grandi studi ed ancora oggi non si è capito benissimo come e di cosa sia fatta, ci sono infatti tante grandi teorie: la teoria corpuscolare, secondo cui la propagazione di un fascio luminoso rappresenta lo spostamento di un gruppo di particelle di energia chiamate quanti o fotoni.

Poi c’è anche la teoria ondulatoria, secondo cui la luce è un’onda (simile a quelle del mare) che si propaga nell’etere (lo spazio che ci circonda) che è formato da particelle elastiche (come il mare è formato da goccioline di acqua).

Ok, a questo punto son certa che il vostro cervellino è diventato una specie di budino…e forse vi sta uscendo del fumo dalle orecchie, ma pensate che non è finita, c’è anche la teoria quantistica, difficilissima, ed infine la teoria elettromagnetica, che useremo noi dato che è un po’ più facile e che interpreta la luce come facente parte delle radiazioni elettromagnetiche, ossia onde fatte di energia pura, ciò che chiamiamo un campo elettrico abbinato ad un campo magnetico. Le onde son fatte di creste (le gobbe in su) e ventri (le pance in giù), pensate alle onde del mare; la distanza fra due creste si chiama lunghezza d’onda (?)e si misura in nanometri (nm), per darvi un’idea di quanto è piccolo, un nanometro è un milionesimo di millimetro!!! In base al valore della lunghezza d’onda, le varie onde assumono nomi diversi, ad esempio: onde radio, raggi X, raggi gamma, raggi Ultravioletti, infrarossi ed anche microonde e luce.

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Si, la luce è una particolare onda elettromagnetica con lunghezza d’onda compresa fra 380 nm e 780 nm ed al variare della sua lunghezza d’onda varia il colore che percepiamo. Spettacolare vero? A d esempio, un’onda con lunghezza d’onda di 400 nanometri ci appare di colore violetto, se invece è di 600 sarà giallo e se è di 750 sarà rosso.

La lunghezza d’onda determina anche altre caratteristiche fisiche delle onde elettromagnetiche, ad esempio la radiazione infrarossa (IR) scalda mentre quella ultravioletta (UV) abbronza e talvolta danneggia la pelle. A seconda delle lunghezze d’onda servono attrezzature speciali per catturare le onde.

Il nostro occhio ci permette di percepire solo le radiazioni elettromagnetiche cosiddette “nel visibile”:il resto delle onde non siamo in grado di vederle, ad esempio non ci è possibile vedere leonde radio…e per “prenderle” abbiamo dovuto inventare un dispositivo particolare: la radio appunto. Stesso discorso con le onde televisive, il digitale terrestre ed i cellulari (che usano le microonde). Infine c’è un tipo di onde furbetto, i “raggi X” a noi non visibili, che riescono ad attraversare il nostro corpo ma poco le nostre ossa e si rilevano con una particolare pellicola chiamata lastra e

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servono per “guardare “ le nostre ossicine magari quando prendendo un colpo abbiamo paura che qualcuna si possa essere rotta

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Video sulla lice

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http://www.youtube.com/watch?v=mKygFE8gR2g

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I colori

http://www.crescerecreativamente.org/2010/03/la-teoria-dei-colori-spiegata-ai.html

Vi siete mai chiesti come sarebbe il mondo se non fosse a colori? Con questa domanda è iniziato il viaggio che cerca di spiegare "La teoria dei colori" di I. Newton nella classe seconda di scuola Primaria dove insegno, attraverso l'unità didattica che segue.

E' un viaggio affascinante fatto di onde luminose, arcobaleni e colori che si assorbono o che riflettono. E' anche un viaggio nell'occhio umano perchè è risaputo che non tutti gli esseri viventi, neppure gli uomini, vedono nello stesso modo.

L'esordio: citiamo Isaac NewtonUn mondo di colori

Un signore inglese Isaac Newton, trecento anni fa circa, scoprì che la luce bianca è la somma dei colori dello spettro solare, ad esempio quando la luce bianca proveniente dal sole colpisce una goccia d'acqua, appare l'arcobaleno. In pratica la luce passando attraverso la goccia sospesa dopo la pioggia, viene riflessa nell'aria e la vediamo divisa nei colori che la compongono, questi colori sono chiamati colori dell'iride. Essi sono rosso, arancione, giallo, verde, azzurro, indaco e violetto.

Un esperimento semplice

Dopo aver argomentato con i bambini sulle notizie del dettato, facciamo eseguire un semplice esperimento dando a tutti un cerchio di cartoncino bianco del diametro di circa 11/12 cm., facciamo dividere in molti spicchi sottili e facciamo colorare in sequenza nei seguenti colori: rosso, arancione, giallo, verde, azzurro e violetto.

Rinforziamo il cerchio di cartone se necessario e facciamo un buchino al centro, infiliamo una cordicella e facciamo ruotare in modo molto veloce il cerchio. Facciamo provare a tutti i bambini e chiediamo di osservare...

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Cosa accade?Nella foto è ben visibile cosa accade, il cerchio ruotando velocemente diventa bianco. E' lo stesso principio della luce bianca che contiene in se i colori dell'iride.

Facciamo scrivere l'esperimento e le relative osservazioni.I miei alunni hanno scritto: "con questo esperimento abbiamo capito che la luce bianca contiene i colori dell'arcobaleno."

Osserviamo la realtà attraverso oggetti che hanno la proprietà del colore: un fiore bianco, una mela, un pezzo di carbone.

Spieghiamo ora come dalle osservazioni precedenti si capisce che l'oggetto che ci appare bianco riflette tutti i colori, mentre ci appare nero l'oggetto che assorbe tutte le onde luminose, e ci appare del colore che riflette l'oggetto che assorbe tutti i colori tranne uno, quello riflesso.

Mettiamo sul tavolo un fiore bianco ad esempio una calla, facciamola disegnare e chiediamo ai bambini di disegnarla sul quaderno e di scrivere perchè ci appare bianca .

Risposta dei bambini: "Il fiore è bianco perchè riflette tutte le onde luminose"

Mettiamo sul tavolo una mela rossa facciamola disegnare e chiediamo di spiegare perchè la vediamo rossa.

Risposta dei bambini: "La mela è rossa perchè assorbe tutte le onde luminose, tranne quella rossa"Infine mettiamo un pezzo di carbone facciamolo disegnare e chiediamo di spiegare perchè lo vediamo nero.

Risposta dei bambini: "Il carbone lo vediamo nero perchè assorbe tutte le onde luminose"

Ripetiamo questo gioco per gli oggetti presenti in aula, per gli animali di casa, o in

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giardino. Facciamolo durante un uscita: è divertente e istruttivo.

Colori caldi e colori freddi

Raccontiamo ai bambini che i colori hanno una "temperatura" e si suddividono in caldi, freddi e neutri in base alle diverse sensazioni che trasmettono, alle immagini e alle situazioni che richiamano alla mente.

Chiedete ora di associare i colori al calore e vi confermeranno quanto segue che: i rossi, i gialli e gli arancio sono luminosi e si associano alla luce del sole ed al suo calore, mentre i blu, i violetti e i verdi richiamano la neve, il ghiaccio, il mare, il cielo.

Fate disegnare un altro cerchio e fate dividere in sei porzioni: dal lato sinistro mettete i colori caldi rosso arancione e giallo e sul lato destro i colori freddi blu, fucsia e verde:

Fate disegnare tre quadrati affiancati, fate colorare di rosso, giallo arancione e sotto scrivete i concetti come segue:- Sono caldi i colori che tendono al rosso e arancione.Disegnate tre quadrati affiancati, fate colorare di blu, viola e celeste e sotto scrivete:- Sono freddi i colori che tendono al blu e al viola.Infine introducete il concetto di colori neutri, facendo disegnare tre quadrati da colorare di bianco, grigio e nero:- Sono neutri i colori che tendono al biano, al grigio e al nero.

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In questa fase spiegate che per gli artisti il bianco e il nero sono dei non-colori, perchè appunto il bianco è dato dalla somma dei colori mentre il nero dalla loro assenza.

Per chiudereEffetti speciali sul quaderno

Sul quaderno a quadretti o su un foglio da incollare, fate contare i quadretti e fate disegnare due quadrati perfettamente uguali come quelli sotto, suddivideteli nello stesso modo, sono due stanze colorate diversamente; seguite scrupolosamente i colori, aiutate i bambini disegnando alla lavagna e scrivendo in ciascuna porzione il colore da utilizzare (per aiutarvi nel file di downloadtrovate il disegno già realizzato da stampare, è preferibile comunque far disegnare le stanze a ciascun bambino sul quaderno).

Ora chiedete di coprire con una mano alternativamente i due disegni: cosa accade? I bambini si accorgeranno subito che la stanza con i colori scuri appare più lontana e più piccola, mentre quella coi colori chiari più vicina e luminosa. Argomentate con loro questo fatto. Come il colore cambia la percezione della realtà, in questo caso sarete sicuri delle dimensioni uguali delle stanze perchè avete contato i quadretti, quindi non c'è trucco. Solo il colore fa la differenza. Fate scrivere sotto ai quadrati le osservazioni.

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Il nostro piccolo viaggio nei colori finisce qui, ma è solo l'inizio perchè con questo post partecipiamo al Carnevale della Fisica della Professoressa Annarita Ruberto, manifestazione che ospiterà nel suo blog Scientificando il 30 marzo prossimo.Speriamo di avervi appassionato e che come a noi i colori vi suscitino tante belle emozioni. L'arcobaleno è poesia ma è soprattutto fenomeno fisico, leggere la natura con gli occhi dello scienziato è il modo migliore per rispettarla e amarla......e voi con quale sguardo cogliete i fenomeni della realtà?

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Esperimenti scientifici

http://www.lapappadolce.net/35-esperimenti-scientifici-girandole-e-trottole-per-studiare-lo-spettro-della-luce/

Esperimenti scientifici per bambini – Girandole e trottole per studiare lo spettro della luce

Esperimenti scientifici per bambini – Girandole e trottole per studiare lo spettro della luce. La combinazione dei vari colori (rosso, arancione, giallo, verde, blu, indaco, violetto) dà la luce bianca. Questi colori (detti colori dello spettro) sono visibili quando la luce attraversa un prisma. In natura è possibile vedere lo spettro dei colori dell’arcobaleno, che si forma dopo una pioggia.I colori sono visibili perchè la luce del sole passa attraverso le piccole gocce di pioggia, che fungono da prismi.Gli arcobaleni compaiono quando il Sole è a un angolo inferiore a 54 gradi sull’orizzonte. Per questo l’arcobaleno si vede di primo mattino o alla sera.

Image type unknownhttp://1-ps.googleusercontent.com/h/www.lapappadolce.net/wp-content/uploads/2011/09/150x150xspettro-luminoso-150x150.jpg.pagespeed.ic.A2iCDU2ZIB.webp

Esperimenti scientifici per bambini - Girandole e trottole per studiare lo spettro della luce

http://fisica.cattolica.info/

Guardate questo flapbook:

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Esperimenti scientifici per bambini - Girandole e trottole per studiare lo spettro della luce

http://www.masa-ka.com/Per esplorare lo spettro luminoso coi bambini è possibile realizzare delle “trottole” come queste:

Esperimenti scientifici per bambini - Girandole e trottole per studiare lo spettro della luce

pdf qui: http://www.minieco.co.uk/

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Esperimenti scientifici per bambini - Girandole e trottole per studiare lo spettro della luce

http://www.minieco.co.uk/

Esperimenti scientifici per bambini - Girandole e trottole per studiare lo spettro della luce

http://www.kids-science-experiments.com/Image type unknownhttp://1-ps.googleusercontent.com/h/www.lapappadolce.net/wp-content/uploads/2011/09/150x150xtrottola3-150x150.jpg.pagespeed.ic.bi6QKxNvwU.webp

Esperimenti scientifici per bambini - Girandole e trottole per studiare lo spettro della luce

http://www.arvindguptatoys.com/Modelli più complessi:

Esperimenti scientifici per bambini - Girandole e trottole per studiare lo spettro della luce

http://www.arvindguptatoys.com/Image type unknownhttp://1-ps.googleusercontent.com/h/www.lapappadolce.net/wp-content/uploads/2011/09/150x150xgirandola1-150x150.jpg.pagespeed.ic.8HZcFjzLRP.webp

Esperimenti scientifici per bambini - Girandole e trottole per studiare lo spettro della luce

http://www.arvindguptatoys.com/

Il disco di Newton realizzato utilizzando un vecchio cd e una biglia:

Altre dettagliate istruzioni qui:

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Esperimenti scientifici per bambini - Girandole e trottole per studiare lo spettro della luce

http://www.arvindguptatoys.com/

E con un tappo e un bastoncino da spiedino:

Esperimenti scientifici per bambini - Girandole e trottole per studiare lo spettro della luce

http://www.arvindguptatoys.com/Esperimenti scientifici per bambini – Girandole e trottole per studiare lo spettro della luce - Fonti:

http://fisica.cattolica.info/

http://www.masa-ka.com/

http://www.kids-science-experiments.com/http://www.arvindguptatoys.com/

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photo-graphia

http://www.internetcamera.it/corsi/corsoxbimbi/corsoxbimbi.html

Elementi di scrittura con la luce(photo-graphia)

Alcune osservazioni sui fenomeni di ossidoriduzione indotti dalla luce su alcune sostanze portarono nel secolo scorso all'invenzione della fotografia. La semplicità e l'immediatezza dei concetti legati all'evento, assieme alla scelta di sostanze fotosensibili innocue consentono di

replicare quell'iter anche ai bambini. Gli appunti che

seguono costituiscono l'ossatura di una serie di incontri tenuti in due seconde classi della scuola elementare "Giardinieri" di Roma; i risultati, riportati più oltre e redatti dalle stesse classi sono stati lusinghieri, le immagini prodotte sono a corredo di queste pagine; va detto che le esperienze si sono agganciate al programma svolto dalle insegnanti: in particolare i bambini possedevano già il concetto positivo-negativo acquisito mediante la realizzazione di forme su cartoncini di grammatura pesante. Per esperienza suggerisco di sviluppare le esperienze almeno su tre incontri sotto forma di gioco collettivo e di non dare mai nulla per scontato; basteranno piccole imbeccate e poi saranno i bambini stessi a fare il corso, anzi il problema maggiore, come gli educatori sanno bene, sarà di non farli galoppare troppo lontano. In appendice vi è una scheda pratica in forma ridotta, tratta dal libro di Damiano Bianca "Le stampe d'arte fotografiche" edito da C. Ciapanna ed. contenente l'elenco dei materiali occorrenti, i prodotti chimici, la loro preparazione ed il procedimento. Se l'animatore è totalmente a digiuno di fotografia è opportuno acquisire sicurezza con un paio di esercitazioni preliminari.

I incontro: la luce

Il primo elemento da chiarire è la fisicità della luce: per i bambini è indispensabile sperimentare e toccare, sarà compito dell'animatore dimostrare che la luce è energia, ha un percorso e produce cambiamenti sulle cose. Si posso realizzare esperienze simili:

con un cartoncino bianco riflettere la luce solare proveniente da una finestra verso una zona oscura o oscurata della stanza. Quella zona si schiarirà perché il bianco riflette la luce. Ripetere l'esperimento con un cartoncino nero opaco: la zona non si schiarirà perché il nero assorbe la luce.Porre al sole una busta di plastica bianca ed una busta di plastica nera contenenti acqua. Dopo qualche tempo i bambini costateranno che l'acqua nella busta nera si è scaldata a differenza dell'altra. La luce (energia) assorbita dalla busta nera si è trasformata in calore.

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Il percorso di apprendimento della classe suggerirà esperienze analoghe.

II incontro: Variazioni indotte dalla luce.

Proiettare delle diapositive raffiguranti un corpo abbronzato, far notare che il sole scurisce la pelle, se è possibile far notare il segno lasciato da un costume, una maglietta, un paio di occhiali, il cinturino dell'orologio ecc. Una mela diventa rossa dove è illuminata, mentre la parte in ombra resta verde; produrre esempi analoghi con il materiale disponibile: La luce è in grado di far cambiare colore ad alcune sostanze.

Il disegno sul nastro adesivo ha lasciato l'impronta sulla buccia della mela durante la maturazione. Questo tipo di stampa richiede almeno un mese di esposizione!

Sfruttare il cono di luce del proiettore per realizzare ombre cinesi; la luce passa o non passa, creando ombre: far notare la proprietà dei corpi di essere opachi, trasparenti o semitrasparenti. Utilizzare carte di caramelle, oggetti di plastica traslucidi ecc. Le ombre proiettate dagli oggetti sul quadro luminoso vengono paragonate alle forme prodotte dai bambini sui cartoni; il concetto è: la luce passa o non passa.

III incontro: esperienze di scrittura con la luce (fotografia) (eventualmente da dividere in due per realizzare un quarto incontro finale)

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In un angolo dell'aula al riparo dai raggi UV preparare qualche foglio di carta con le soluzioni, asciugare i fogli con l'ausilio di un asciugacapelli e riporli in una busta nera o una scatola. Procedere alla stampa di oggetti usuali piani e sottili, ad esempio foglie, carte di caramelle ed in ultimo delle stesse forme prodotte dai bambini con il punteruolo: in questo caso usare il positivo cioè la forma piena.

Tenere a portata di mano la forma vuota (negativo) da utilizzare in un secondo momento per confronto.

Una cosa che si è dimostrata utile e coinvolgente sono dei fogli di acetato su cui far disegnare i bambini con pennarelli neri a punta larga. I pennarelli devono essere coprenti, del tipo Lumocolor.

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Possiamo suggerire che il nostro foglio di carta è come il telo su cui abbiamo proiettato le diapositive del secondo incontro, ma dal momento che lo abbiamo sensibilizzato, sarà poi in grado di "ricordare" l'ombra che ci proiettiamo sopra. Le stampe ottenute saranno ovviamente il negativo di quanto utilizzato per stampare: con oggetti semitrasparenti ed un'esposizione adeguata si otterranno immagini molto ricche, altrimenti si otterranno solo silhouette.

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In una giornata assolata della buona

stagione l'esposizione richiederà dai 15 ai 25 minuti. Se i bambini avranno seguito il procedere dell'esposizione avranno automaticamente acquisito il concetto che la luce ha scurito le parti esposte, mentre quelle protette sono rimaste bianche. Ovviamente il torchietto sarà aperto al riparo dalla luce solare. Usando l'accortezza di utilizzare carta di bassa grammatura, circa 70 gr., come la carta per fotocopiatrici, sarà possibile utilizzare la stampa negativa asciutta come matrice per una seconda stampa con cui recuperare i corretti valori della realtà ritornando al positivo(fig.10); confrontare con le forme di cartoncino prodotte dai bimbi, o i fogli di acetato disegnati. N.B.:Utilizzando una matrice di carta il tempo di esposizione è molto più lungo.

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