Area 10
Ottica
Raggi di luce, specchi e lenti
L’ottica si occupa della luce: di come viaggia in linea retta, rimbalza sugli specchi e si piega quando entra nel vetro o nell’acqua. Lenti e specchi usano queste regole per formare immagini nelle macchine fotografiche, negli occhiali e nei telescopi.
A chi è adatta
Bambini a cui piacciono i rompicapi con angoli e ombre, e chiunque sia curioso di occhiali, macchine fotografiche e arcobaleni.
Che cosa imparerai
- Come la luce viaggia sotto forma di raggi e produce ombre
- Come uno specchio riflette la luce: l’angolo di incidenza è uguale all’angolo di riflessione
- Perché la luce si piega (rifrazione) quando entra nel vetro o nell’acqua
- Come le lenti fanno convergere o divergere la luce e formano immagini
Esempi di esperimenti
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Punta un raggio di luce su uno specchio e misura gli angoli prima e dopo il rimbalzo.
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Fai entrare un raggio in un blocco di vetro e osserva come cambia la sua direzione.
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Sposta una lente lungo un banco ottico e trova il punto in cui l’immagine diventa nitida.
Cose che puoi costruire
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Un periscopio con due specchi
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Un allestimento con una lente d’ingrandimento
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Il modello di una macchina fotografica con una lente e uno schermo
Questi esempi mostrano il tipo di lavoro che si fa in quest’area. Le lezioni pubblicate potrebbero essere diverse.
Che cosa semplifica la simulazione
- La luce è trattata principalmente come un insieme di raggi (ottica geometrica); gli effetti ondulatori, come l’interferenza e la diffrazione, vanno oltre queste lezioni.
- Lenti e specchi hanno forme ideali; le lenti reali hanno difetti e possono rendere sfocati i colori.
Ogni simulazione semplifica la realtà. Capire in che modo lo fa è parte dello studio dell’ingegneria.
Collegamenti con le materie scolastiche
Fisica (la luce), matematica (angoli e geometria), biologia (l’occhio), arte e fotografia
Collegamenti con le altre aree
L’ottica è collegata ai circuiti elettrici (sorgenti di luce e sensori), alle strutture e ai materiali (vetro e trasparenza) e alla robotica (telecamere e sensori di luce).
Buono a sapersi
Anche il tuo occhio ha una lente: mette a fuoco la luce sul fondo dell’occhio, un po’ come l’obiettivo di una macchina fotografica mette a fuoco la luce sul suo sensore.