lezioni di ottica di Elio fabri

Il titolo di questi appunti, che è anche il titolo della scuola estiva di cui si dice sotto, vuole richiamare la necessità di riportare l'insegnamento dell'ottica (e di tutta la fisica, a dire il vero) dal “mondo di carta" di galileiana memoria, dove troppo spesso è confinato, al mondo degli oggetti reali: quello che G. chiama \mondo sensibile."
Il livello al quale si pensa è quello dell'attuale biennio di s.s.s. (età 14-15 anni). Gli argomenti rientrano in quella che impropriamente si chiama di solito \ottica geometrica," contrapponendola alla ottica fisica," quasi che la prima non fosse fisica. In realtà si tratta solo di due diversi modelli e interpretazioni dei fenomeni concernenti la luce, entrambi fisici a pieno titolo se presentati nel modo giusto.
Gli appunti sono una rielaborazione, in occasione della Scuola Estiva A.I.F. 2001, della traccia che uno di noi (EF) aveva preparato, per uso personale, di sei lezioni tenute per un corso di aggiornamento all'Istituto Magistrale di Pescia (PT) nel 1997. Quel corso era esclusivamente teorico, per cui gli esperimenti e le osservazioni da fare con gli studenti erano soltanto indicate o al massimo descritte. La scuola estiva è invece stata organizzata su base ampiamente sperimentale, per cui gli appunti sono strettamente integrati con gli esperimenti, le osservazioni, la discussione di problemi.
Questa presentazione non ha carattere organico, e non è intesa per fornire all'insegnante materiale direttamente utilizzabile in classe: si è soprattutto cercato di sottolineare aspetti che nell'insegnamento tradizionale vengono trascurati o affrontati in modo secondo noi insoddisfacente.
Dato che il materiale è scritto per insegnanti, occasionalmente sono stati esposti ragionamenti e calcoli non adatti ai ragazzi. Nell'ultimo capitolo (Appendici) abbiamo inserito qualche approfondimento e argomento aggiuntivo, che non ci è sembrato opportuno inserire nel testo per non appesantirlo troppo.

Elio Fabri - Umberto Penco

Indice

1. Ottica nel mondo reale
Introduzione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Che cos'è la luce? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
La propagazione rettilinea: le ombre . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Uso della similitudine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Diffcoltà con le ombre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Ombra e penombra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
fig1 - fig2 - fig3 - fig4

2. Ombre e penombre nel cielo
Eclissi e occultazioni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Eclissi di Sole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Eclissi di Luna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Parentesi sulla rifrazione astronomica . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Tornando all'eclisse di Luna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Eclissi e occultazioni di satelliti e pianeti . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Transiti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
fig1 - fig2 - fig3

3. Le immagini
Ovvero: una tradizione che non funziona . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Come si propaga la luce? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Perché mi vedo nello specchio? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Come funziona l'occhio? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
La camera oscura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
La macchina fotografica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Torniamo all'occhio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

4. Immagini, idoli, fantasmi...
Parentesi sui signicati del termine "immagine" . . . . . . . . . . . . . 1
La lanterna magica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
La lavagna luminosa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
fig1 - fig2

5. Misteri degli specchi
Torniamo allo specchio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Dove esattamente? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Lo specchio cilindrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Che c'è da ridere? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
fig1

6. Le lenti
La lente d'ingrandimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Dove sta l'immagine? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
A che serve la lente d'ingrandimento? . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
fig1 - fig2 - fig3

7. Galileo e la Luna
L'ottica nei "Massimi Sistemi" . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Le fasi della Luna e quelle della Terra . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Parallasse e librazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
La luce cinerea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Se la superficie della Luna sia speculare ovvero diffondente . . . . . . . . 2
Galileo e la legge del coseno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Se la Luna sia chiara o scura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
I "mari" della Luna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
fig1 - fig2 - fig3 - fig4

8. L'arcobaleno
...questo sconosciuto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
La teoria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
L'arco primario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
L'arco secondario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Gli archi soprannumerari . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
fig1 - fig2

9. Polveri e mosaici
Asciutto e bagnato . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Rivelatori e risoluzione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Infuenza dell'ottica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Che cos'è una sorgente puntiforme? . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
fig1
file zippato delle nove lezioni precedenti
file zippato di tutte le figure

10. Appendici
App. 1: Diffrazione nella camera oscura . . . . . . . . . . . . . . . . 1
App. 2: La lente di Fresnel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
App. 3: Se la Luna fosse una sfera rifettente : : : . . . . . . . . . . . . 3
App. 4: Riflessi sul mare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
App. 5: Grandezze e unità di misura per la radiazione e.m. . . . . . . . . 5
fig1 - fig2

schede degli esperimenti
file zippato degli esperimenti

dal dialogo sui massimi sistemi di Galielo- giornata prima
file zippato del dialogo

problemi
file zippato dei problemi

Lezioni di Ottica di Elio Fabri

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