Închide
Înțelegerea corectă a modului în care obiectele optice interacționează cu lumina este o problemă esențială, iar ea depinde într-o măsură covârșitoare de felul în care profesorii abordează această temă, transmite Centrul de Evaluare și Analize Educaționale, într-o analiză despre modul în care pot fi abordate două lecții despre oglinzi.
CEAE atrage atenția că există o serie de situații de învățare al căror efect este opus celui dorit și de aceea ele trebuie evitate la clasă. Mai jos, sunt descrise două astfel de capcane în care unii profesori pot cădea, dar și soluțiile pentru a le evita și pentru a-i ajuta pe copii să înțeleagă în profunzime fenomenele.
Articolul publicat pe blogul CEAE este realizat de profesorul de fizică Ion Băraru, cu o lungă carieră didactică, din care peste 25 de ani a predat la Colegiul Național „Mircea cel Bătrân”, cel mai prestigios din Constanța. Promotor al învățării prin investigație, el a colaborat cu CEAE pentru dezvoltarea programului „Fizica Altfel” și este co-autor al unor manuale care utilizează metodele inductive pentru a stârni curiozitatea elevilor față de știință și pentru a-i ajuta să înțeleagă fenomenele naturii.
1. Oglinda plană
De cele mai multe ori se prezintă copiilor „mersul razelor” pentru formarea imaginii unui obiect în oglinda plană. Schema este cam așa:
Schema este corectă, dar cam abstractă, în special la clasele mici. Dacă se „prezintă” lecția „Reflexia luminii în oglinda plană” fără a oferi elevilor oglinzile necesare (pentru că „lasă că au oglindă acasă”), riscul ca elevii să nu înțeleagă mai nimic este major.
O abordare mai prietenoasă față de elev și mai exactă cred că ar fi următoarea.
După ce elevii s-au „jucat” suficient timp cu oglinjoarele primite, este cazul să se prezinte problema simplă: cum ne ajută razele de lumină să vedem un obiect? În acest sens, este utilă schema de mai jos.
O explicație pe înțelesul copiilor ar fi: dintr-un punct luminos din flacăra lumânării pornește un fascicul de raze care ajunge la ochi – receptorul vizual al omului. Astfel de experiențe repetate determină o concluzie care se formează în mintea celui care privește: pentru a determina punctul de unde vine lumina la ochi, prelungește razele din fasciculul de lumină, în sens opus sosirii lor, și acolo unde prelungirile se întâlnesc se află acel punct. În acest caz, obiectul și imaginea lui coincid din toate punctele de vedere, inclusiv spațial.
Ce se întâmplă dacă un ochi percepe o imagine prin intermediul unei oglinzi plane?
Acest desen conține aceleași elemente esențiale ca și cel precedent, dar oferă și alte informații, absolut necesare pentru înțelegerea formării imaginii în oglinda plană: simetria imaginii cu obiectul (a se vedea poziția unei picături de ceară de pe lumânare), ideea de fascicul izogen (conic, homocentric), prelungirile razelor, care determină observatorul să afirme că „acolo este lumânarea”, în realitate fiind vorba de o imagine virtuală a acesteia.
Pare prea elaborată această abordare pentru o simplă imagine în oglinda plană? Încercați să o puneți în practică și comparați efectele asupra elevilor.
2. Ciudata oglindă sferică
Cam peste tot se spune că o oglindă sferică are forma une calote sferice, și dacă R este raza sferei din care face parte, atunci focarul oglinzii are mărimea f = R/2. Iar Internetul abundă de scheme grafice cu imagini în oglinda sferică. Este foarte interesant că marea majoritate a desenelor conțin doar două raze care formează imginea! Unii spun că sunt suficiente două raze, dar, în realitate, această abordare ascunde ceva mai profund, și poate chiar îngrijorător! Să vedem.
În desenul de mai sus se observă trei raze care pleacă din vârful flăcării lumânării, considerat sursă punctiformă de lumină: raza marcată cu o săgeată pe fiecare segment, înainte și după reflexie, și care ajunge la oglindă paralel cu axul optic proncipal al oglinzii, după care trece prin presupusul focar F, aflat la jumătatea distanței dintre centrul sferei din care face parte oglinda și suprafața oglinzii, pe direcția axului optic; a doua rază, care vine spre oglindă, trece prin focar și se reflectă paralel cu axul optic principa, (marcată cu câte două săgețele); atreia rază pornește din acelașipunct de la flacără, trece prin centrul de sfericitate, se reflectă de oglindă și se întoarce pe acelașidrum (cea marcată cu câte trei săgețele pe sens). Ar trebui ca aceste trei raze, după reflexie, să se întâlnească într-un singur punct, adică să satisfacă condiția de stigmatism: unui punct obiect să îi corespundă un punct imagine. Ori, în această construcție se vede că razele reflectate formează un
triunghi (cel portocaliu)! Adică poziția focarului nu este corectă, sau mai sunt și alte probleme de elucidat!
Reluăm construcția folosind o singură rază, aceea care vine paralel cu axul optic principal. Scopul acestui studiu este de a exprima dimensiunea distanței punctului de intersecție a razei de lumină reflectate de oglindă cu axul optic principal față de vârful oglinzii (f).
Citește lecțiile, integral, pe blogul CEAE.
