Da che parte si va? A destra… no, a sinistra… nemmeno, da entrambe le parti?
Questo è un simpatico esperimento per iniziare a studiare la rifrazione e le lenti.
Cosa vi serve?
- un cartoncino bianco e uno rosso (oppure un pennarello rosso);
- un bicchiere cilindrico del diametro di circa 8 cm;
- un sostegno per il bicchiere, alto circa 10 cm;
- una brocca con acqua.
Cosa dovete fare?
1. Ritagliate nel cartoncino rosso una sagoma a forma di freccia lunga circa 12 cm e alta circa 5 cm. Oppure disegnate una freccia orizzontale direttamente sul cartoncino bianco, a circa 14 cm dalla base.
2. Incollate la freccia orizzontalmente sul cartoncino bianco e appoggiatelo sul tavolo in modo che stia in piedi da solo. Supponiamo che la vostra freccia sia orientata verso destra.
3. Posate il bicchiere (vuoto) sul sostegno a circa 40 cm di distanza dalla freccia.
4. Sedetevi comodamente a circa 30 cm dal bicchiere in modo da vedere la freccia attraverso di esso.
5. Prendete la brocca e iniziate a vuotare lentamente l’acqua nel bicchiere.
6. Quando l’acqua raggiunge il livello della freccia, che cosa succede?
7. Continuate a versare acqua finché il bicchiere è quasi pieno. Che cosa osservate?
Che cosa avete osservato?
Attraverso il bicchiere pieno d’acqua, la freccia appare capovolta (destra/sinistra) rispetto alla sua posizione reale.
Se la freccia non è perfettamente simmetrica, si nota che l’acqua nel bicchiere capovolge la destra con la sinistra ma non l’alto con il basso.
Come si spiega?
Con questo esperimento avete dimostrato un fenomeno fisico che si chiama rifrazione della luce: quando un raggio di luce passa da un mezzo all’altro subisce una deviazione.
Nel nostro caso, i raggi di luce provenienti dalla freccia rossa attraversano addirittura tre materiali trasparenti: aria-vetro-acqua e successivamente acqua-vetro-aria.
Per capire che cosa succede, pensate al bicchiere pieno d’acqua come a una lente d’ingrandimento cilindrica. Le lenti di questo tipo fanno convergere i raggi paralleli su una linea sottile chiamata linea focale. La seguente figura dà un’idea del fenomeno.
Altre attività
- Ripetete l’esperimento con bicchieri di forme diverse: cono, sfera, …
- Rendete più spettacolare l’esperimento disegnando due o tre frecce di colori diversi.
- Progettate una figura, differente da una semplice freccia, che vi permetta di dimostrare che il bicchiere cilindrico inverte la destra con la sinistra ma non l’alto con il basso.
- Spiegate che differenza c’é fra le lenti cilindriche e le normali lenti d’ingrandimento (biconvesse).
- Quali sono le applicazioni delle lenti cilindriche?
Ringrazio Pollyanna Zamburlin per avermi suggerito questo esperimento che lei propone, tra l’altro, nelle lezioni introduttive alla fotografia.
