premio cesare bonacini - AIF - Associazione per l'Insegnamento ...

PREMIO CESARE BONACINI
LA LUCE
Luce, colore e visione del mondo: lo spettro visibile
dellapercezione dei colori, ovvero esperimenti ed indagini
qualitative sui colori del mondo.
Scuola secondaria di primo grado “Don Piero Pointinger”
viale Rimembranze 7 , 23888 Rovagnate (LC)
Classe 2°D
SECONDO PREMIO
Motivazione: Nel percorso didattico si è raggiunto in
modo coerente e facilmente riproducibile un buon
equilibrio tra la parte sperimentale e la parte teorica.
GLI STUDENTI:
Albergati Alberto, Bonanomi Veronica, Colombo Deborah, Colombo
Martina, Dadda Ruben, Fumagalli Giada, Fumagalli Luca , Fumagalli
Mattia, Galbusera Mauro, Gilardi Oscar, Limonta Serena, Mandelli Elio,
Manzoni Francesca, Mauri Stefano, Montanelli Jacopo, Orsanigo
Jonathan, Pennati Mattia, Pirovano Giulia, Scarpellini Andrea,
Spreafico Alessia, Suffia Laura, Tomì Stefano.
DOCENTE:
Cogliati Mirella

Relazione dell’insegnante sul lavoro
La classe ha lavorato sulla luce durante l'anno scolastico 2007/08 con un metodo
completamente sperimentale
Ogni nuova acquisizione di informazioni è stata fatta attraverso esperienze sperimentali.
Ogni esperienza è stata seguita da una discussione e dalla stesura di un verbale da parte
degli studenti. I verbali sono stati letti e discussi in classe.
A volte gli studenti stessi hanno proposto le esperienze che ritenevano necessarie per
capire gli argomenti proposti.
Il libro è stato utilizzato solo alla fine delle esperienze sperimentali e non ci sono state
difficoltà a capire ciò che vi era scritto.
Il lavoro che per i ragazzi è stato più difficoltoso è stato quello sulle ombre. In realtà la
parte sperimentale sulle ombre è stata più vasta rispetto a quanto proposto in questa
sintesi. Gli argomenti più difficili da affrontare con gli studenti sono stati:
– tridimensionalità del cono d'ombra e del cono di luce
– posizione del sole e direzione dell'ombra
– rapporto fra luce e calore
Durante tutta la fase di studio la cosa che mi ha più colpito è stata la capacità di tutti gli
studenti di esporre, in modo più o meno accurato, un argomento difficile e vasto come
quello della luce.
Durante ogni fase di studio gli studenti hanno steso delle mappe concettuali che li hanno
aiutati a capire le parole chiave, le connessioni fra concetti diversi, le strade percorse per
andare da un concetto ad un altro. Anche queste mappe sono state stese da tutti, ognuno
secondo le sue possibilità, e ne abbiamo allegate alcune per provare che ognuno ha
potuto lavorare secondo le proprie attitudini e capacità.
Sono molto soddisfatta del lavoro che i ragazzi hanno fatto e ne ho avuto la riprova anche
in fase di verifica, visto che non ci sono state insufficienze.
Mirella Cogliati

Introduzione
Abbiamo iniziato tutto da una domanda cioè: “dove stanno i colori?”.
Alcuni di noi hanno risposto: nella luce, e altri: nelle cose tridimensionali.
Ci siamo soffermati sullo studio di come vediamo i colori e abbiamo scoperto che il processo
per cui si possono vedere gli oggetti si chiama VISIONE e che quest'ultima è una relazione
tra LUCE, OGGETTI e OCCHIO. Quindi ci siamo soffermati a studiare questi 3 elementi.
LA LUCE
La luce è prodotta da una SORGENTE: questa può essere primaria o secondaria. Una sorgente
secondaria, come, ad esempio la luna, riflette una luce proveniente da una sorgente primaria.
Una sorgente primaria, invece, produce la luce da sola come le lampadine e il sole.
Quest'ultimo è una stella ed è grazie a lui che c'è vita sulla terra.
Il sole fa arrivare la luce sulla terra in linea retta
(durante il solstizio d'inverno, abbiamo misurato un
angolo massimo della direzione della luce col
terreno di 26°, mentre durante l'equinozio
autunnale l’angolo è maggiore) ed impiega circa 8
minuti per arrivare sulla terra.
Quando i raggi del sole colpiscono un oggetto
formano l'ombra. Noi chiamiamo ombra una
sagoma scura sul terreno, ma in realtà quella è
solamente una proiezione dell'ombra, l'ombra è
tridimensionale e quindi occupa lo spazio
dall’oggetto fino al terreno.
I COLORI
La luce contiene i COLORI, infatti, quando c'è
mancanza di luce noi non vediamo i colori.
Si può anche vedere facendo un semplice
esperimento: prendendo un prisma e mettendolo al
sole rialzandolo dal suolo, questo scompone la luce e
quindi sul piano (possibilmente bianco) si vedono i
colori.
I colori vengono individuati con le LUNGHEZZE D'ONDA, perché ad ogni colore è abbinata una
ben precisa lunghezza d'onda. Queste lunghezze si indicano con una lettera greca: la lambda
(λ), e sono rappresentate in un grafico chiamato SPETTRO.

Lo spettro si divide in VISIBILE e NON
VISIBILE. La parte del visibile va dal
violetto al rosso. Questi colori
riescono a vederli gli uomini, gli uccelli
e i rettili. Il serpente vede anche gli
infrarossi.
Quando mischiamo i colori con le
tempere (le tempere sono PIGMENTI)
più ne mischiamo più i colori
diventano scuri, questa è chiamata
SINTESI SOTTRATTIVA.
OGGETTO
La luce, infatti, arriva sugli oggetti ed ognuno di essi ha una REAZIONE diversa.
Quando la luce colpisce un oggetto, nella maggior parte dei casi forma l'ombra perché
l'oggetto assorbe la luce. In altri casi, l'oggetto lascia passare la luce, come, ad esempio un
vetro, e in altri casi ancora l'oggetto lascia passare una parte di luce e ne trattiene una parte.
Per questo motivo, gli oggetti, si dividono in:
– OPACHI quando non lasciano passare la luce;
– TRASLUCIDI quando lasciano passare solamente una parte di luce;
– TRASPARENTI quando lasciano passare tutta la luce.
La luce arriva sull'oggetto, questo trattiene tutti i colori che assorbe e riflette i colori che noi
vediamo.
L’OCCHIO
L'occhio è un ORGANO DI SENSO ed è strettamente collegato con il sistema nervoso grazie al
nervo ottico. Quando noi parliamo comunemente diciamo che l'occhio ci permette di vedere,
invece è un organo che invia segnali al CERVELLO: è grazie a quest'ultimo che noi vediamo.
Dall'occhio entra la luce, più precisamente da un foro: la PUPILLA. Questa si dilata e si
restringe a seconda dell'intensità della luce. Poi la luce passa nel cristallino, dove avviene un
accomodamento (il cristallino modifica la propria forma e curvatura) per poi farla arrivare sulla
RETINA, la parte da cui dipende la visione. La retina è formata da due tipi di cellule:
– i CONI, per la visione diurna. Ci sono tre tipi di coni che contengono 3 tipi di pigmenti, ad
ognuna di queste cellule è assegnata una ben precisa lunghezza d'onda.
Ogni tipo di cono si sbianca quando noi guardiamo un oggetto della sua stessa lunghezza
d'onda e più l'oggetto è luminoso, maggiore è lo schiarimento del cono (quando noi
guardiamo il sole, il cono della lunghezza d'onda del giallo si schiarisce molto). Durante
questo schiarimento si producono delle SOSTANZE CHIMICHE che poi, attraverso il NERVO
OTTICO, arrivano al cervello
– i BASTONCELLI, per la visione notturna. Questi sono sensibili alla luce e non ai colori.
Per capire questo argomento la nostra classe ha svolto molti esperimenti. Presentiamo qui di
seguito il lavoro svolto in classe.

LA LUCE E LE OMBRE
Abbiamo fatto un esperimento sull’ombra proiettata dal sole sul terreno e sul cono d’ombra.
Siamo scesi in cortile e abbiamo messo una
persona con le spalle al sole, le abbiamo disegnato
l'ombra (fig.1) con un gesso e dopo 5 minuti
abbiamo notato che l'ombra si allungava. In
seguito abbiamo attaccato uno spago sulle spalle
della persona e sulle spalle dell'ombra sul terreno;
poi lo abbiamo attaccato sulla testa della persona
e sulla testa dell'ombra sul terreno, per vedere
l'angolo che si formava. In entrambe le misure si
formavano angoli uguali.
Fig.2
ACCHIAPPALUCE
Fig.1
Poi abbiamo messo una persona più alta con
le spalle al sole e dentro la sua ombra altre
persone (fig.2): queste persone erano
completamente all'ombra e abbiamo notato
che l'ombra è tridimensionale. Nella figura si
vede come una di noi è completamente
dentro il cono d'ombra della compagna,
mentre l'altra è un po' dentro e un po' fuori.
Conclusioni:
- l'ombra si allunga e si accorcia secondo i
movimenti del sole nel cielo.
- l’ombra occupa lo spazio tridimensionale e
non solo il piano su cui la vediamo.
Abbiamo fatto un esperimento sui raggi solari durante l' equinozio di primavera.
L' acchiappaluce è un tubo.
Siamo scesi in cortile e abbiamo messo una persona con le spalle al sole con in mano il tubo.
Doveva fare in modo che un fascio di luce entrasse nel tubo riflettendosi sul suolo e formando
un cerchio di luce contornato dall’ombra del tubo.
Conclusione: i raggi solari arrivano sulla terra in linea retta

La luce
Pigmenti + Pigmenti
Per compito la professoressa Cogliati ci ha detto di mischiare tutti i colori primari
(giallo,rosso, blu) e ci ha detto di vedere cosa si otteneva. Ecco che cosa si ottiene:
Giallo Primario + Rosso Magenta = Rosso chiaro
1 goccia 1 goccia
Blu Cyan + Giallo Primario = Verde
1 goccia 1 goccia
Blu Cyan + Rosso Magenta = Viola chiaro
1 goccia 1 goccia
Rosso Magenta + Giallo Primario + Blu Cyan = Grigio
1 goccia 1 goccia 1 goccia
Successivamente bisognava mescolare i colori primari con il Verde. Ecco che cosa si
ottiene:
Rosso Magenta + Verde Franc = Viola
1 goccia 1 goccia
Blu Cyan + Verde Franc = Verde scuro
1 goccia 1 goccia
Giallo Primario + Verde Franc = Verde chiaro
1 goccia 1 goccia
Abbiamo capito che mescolando i pigmenti si ha una sintesi sottrattiva → nero. Più sommi
colori (pigmenti) più assorbi luce.
A scuola abbiamo anche fatto un lavoro sui pigmenti, mescolando tutti i colori (sia primari
che secondari) non usando però il nero e il bianco (figura 1). Siamo stati attenti a non
usare troppa tempera (1 goccia). In più un gruppo di ragazzi ha fatto un cartellone sui
pigmenti (figura 2).
Figura 1 Figura 2

Luce + luce
Abbiamo provato a “mescolare” anche
colori di luce.
Abbiamo preso delle lampadine di
colori diversi: verde, blu, rosso e giallo.
Siamo andati nell'aula di fotografia e
abbiamo preso un lenzuolo bianco.
Abbiamo spento la luce e chiuso la
porta. Quando eravamo completamente
al buio abbiamo acceso due
lampadine, una di colore giallo e una di
colore verde e le abbiamo puntate
La luce
sul telo. “Mescolando” verde e giallo
abbiamo ottenuto un giallo molto
chiaro.
Abbiamo provato a fare altri esperimenti
con diversi colori:
rosso + verde = giallo;
blu + rosso = violetto, quasi bianco;
blu + giallo = giallo molto chiaro;
verde + blu = verde acqua chiaro
Abbiamo provato anche con tre colori.
Abbiamo provato a mescolare il rosso, il giallo e il blu. Abbiamo ottenuto un
colore molto, molto chiaro, quasi bianco. Anche mescolando il rosso, il blu e il
verde abbiamo ottenuto un colore quasi bianco.
Conclusioni:
Mescolando colori scuri di luce ottengo colori chiari.
Mescolando colori di luce si ha una sintesi sommativa, cioè si va verso il bianco.
Più colori di luce mescoliamo più il colore che otteremo sarà il bianco.

Luce + Pigmenti
Abbiamo provato a mescolare colori di luce con vari pigmenti.
Abbiamo preso delle lampadine colorate (bianca, rossa, blu) e dei cartoncini
(verde, blu, rosso, nero, giallo, bianco).
Abbiamo spento la luce e acceso una lampadina per volta facendo passare i
cartoncini.
Ecco i risultati:
Pigmenti / luce Bianca Blu Rossa
Verde Verde Verde chiaro Rosso
Blu Blu Blu Viola
Rosso Rosso Nero Arancio
Nero Nero Nero Nero
Giallo Giallo Giallo Arancio
Bianco Bianco Bianco Rosato
Poi abbiamo spento la luce e non si distinguevano i colori.
Conclusioni:
*Senza luce i colori non si distinguono.
*Con la luce rossa spariscono il blu e il verde.
*Con la luce blu sparisce il rosso.
*Con la luce bianca i colori non cambiano
In questo cartellone sono rappresentati i colori che abbiamo
trovato noi nell'aula di fotografia mischiando le luci con i pigmenti
di color rosso, blu, la luce al neon, bianco, giallo.
In queste immagini è rappresentato lo stesso foglio con luci di
diverso colore.
Con questo esperimento il colore del cartoncino cambia sempre.

La luce è costituita da raggi
Per vedere i raggi che costituiscono la luce abbiamo usato una vaschetta contenente acqua e
un goccio di latte, e un raggio laser.
Normalmente del raggio laser si vedono il punto di partenza e il punto di arrivo; utilizzando
questa vaschetta siamo riusciti a vedere anche il suo percorso e abbiamo visto che è un
percorso rettilineo.
Questa cosa l'avevamo già capita facendo il lavoro sulle ombre perchè i contorni delle ombre
stesse erano nitidi , ora ne abbiamo avuto la conferma.
Per studiare questi argomenti abbiamo costruito le nostre mappe che
ci hanno permesso di collegare le varie parti del discorso
e di memorizzare e spiegare le parole chiave
che abbiamo utilizzato.

LA STRUTTURA
Per finire abbiamo studiato l'occhio
L'occhio è un organo di senso molto sviluppato che capta quella parte di luce compresa tra il
rosso e il violetto.
La luce quando arriva all'occhio raggiunge per prima la PUPILLA: il foro centrale che a
seconda dell' intensità della luce si restringe o si rilassa; poi colpisce il CRISTALLINO che
modifica la propria curvatura per permettere ai fasci luminosi di portare correttamente
l'immagine sulla retina, è situato dietro la pupilla e divide l'occhio in due camere: l'umor
acqueo e il corpo vitreo; successivamente la luce arriva alla RETINA formata da 2 tipi di
cellule nervose: CONI E BASTONCELLI. I coni per la visione diurna, i bastoncelli per la
visione notturna. I bastoncelli sono più sensibili alla luce ma non vedono i colori. Grazie a
queste cellule l'immagine può essere trasformata in informazioni che raggiungono il cervello
mediante il nervo ottico.
Sulla retina la luce si trasforma in energia nervosa e continua il suo viaggio attraverso il
nervo ottico fino al cervello.
La visione
Noi vediamo i colori perchè la luce, quando cade sugli oggetti, viene assorbita in parte.
La parte che non viene assorbita viene riflessa ai nostri occhi. Per esempio un oggetto
rosso assorbe tutti i colori che stanno nella luce tranne il rosso che respinge ai nostri
occhi. C'è un caso in cui, però, noi non vediamo i colori come sono, per assenza di luce.
In assenza di luce nessun oggetto riflette niente, e, di conseguenza, noi non vediamo
niente. Ci sono due colori neutri che sono il bianco e il nero. Il nero assorbe tutti i colori e
a noi non rimanda niente mentre il bianco non assorbe nessun colore e rimanda tutto a
noi che così vediamo bianco. Per questo si dice che indossando i vestiti bianchi si ha
meno caldo, perchè assorbono meno luce e di conseguenza meno calore.
occhio

TEST QUALITATIVO
UN ESPERIMENTO INVENTATO DA NOI
La nostra classe ha deciso di fare un test qualitativo sul rapporto fra piante e luce.
Abbiamo costruito 3 serre con carta di differenti colori: rossa, blu, verde.
Ogni serra aveva all'interno un contenitore con 4 semi di mais (Zea mays) e 4 semi di
lenticchia (Lens esculenta).
Ogni serra aveva lo stesso apporto di acqua e luce.
Abbiamo confrontato la crescita delle piante nelle diverse condizioni luminose per circa un
mese e abbiamo ottenuto i seguenti risultati (le comparazioni sono fatte con la luce bianca).
Colore della luce Luce bianca Luce rossa Luce blu Luce verde
Colore delle
piante
Verdi e brillanti
Lenticchie più chiare
Mais stessa altezza
Lenticchie gialle
Mais giallo
Lenticchie bianche
Mais giallo
Altezza delle
piante
Lenticchie più
alte del mais
Stessa altezza per mais
e lenticchie (Più alte di
quelle sotto luce bianca)
Mais più alto delle
lenticchie (Più alte
di quelle sotto luce
bianca)
Lenticchie più alte del
mais
(Più alte di quelle sotto
luce bianca)
Germinazione Tutti i semi
sono germinati
Tutte le lenticchie sono
germinate
3 mais germinati
Tutto il mais
germinato
2 Lenticchie
germinate
3 mais germinati
Lenticchie non germinate
Stato delle piante Entrambe
turgide con
molte foglioline
Mais ha piante forti
Lenticchie con fusto
piegato
Lenticchie con
cima spezzata
Mais e Lenticchie con
fusto piegato
Conclusioni
– Le piante crescono più velocemente sotto luce colorata.
– La luce bianca favorisce la fotosintesi e produce piante più forti e turgide.
– Le piante germinano in percentuale inferiore sotto luci colorate.
BIBLIOGRAFIA
1) LUCE COLORE VISIONE, Andrea Frova, BUR
2) Esplora, Milli Tanara Ubertazzi, De Agostini
3) http//pctidifi.mi.infn.it
4) www.a-i-f.it/
5) www.anisn.it/