1. Qual è la posizione dell immagine fornita da uno specchio piano? Di che tipo di immagine si tratta? Disponi il cilindro giallo dietro lo specchio, in modo che coincida con l immagine riflessa del cilindro verde. Nota che esiste una sola posizione: la simmetrica rispetto lo specchio della posizione dell oggetto. Metti uno schermo al posto del cilindro giallo: sullo schermo non si vede niente, infatti dietro lo specchio non c è luce, ma si vede l immagine sullo specchio. L immagine è detta VIRTUALE.
2. Secondo te uno specchio piano ribalta la destra con la sinistra? Prova a pensare alla tua immagine riflessa In realtà viene invertita solo la direzione trasversale allo specchio. Contrariamente a quanto ritenuto comunemente, lo specchio non capovolge le immagini da destra a sinistra e viceversa, ma tra fronte e retro. I raggi di luce riflessi sono capovolti nella loro direzione ma il loro moto verso destra o sinistra oppure verso l'alto o il basso rimane inalterato. y y x x z z L'equivoco deriva dal fatto che un corpo simmetrico visto nello specchio (anche noi stessi!) sembra capovolto lateralmente invece è un'illusione dovuta al fatto che noi vediamo la parte destra del corpo sulla destra dello specchio (lo specchio non inverte) mentre invece ce la aspetteremmo a sinistra perché immaginiamo istintivamente di avere un corpo reale di fronte.
3. Qual è l altezza minima che deve avere un specchio piano perché una persona possa vedere la sua immagine completa? Dipende dalla distanza della persona dallo specchio? le linee blu sono le normali allo specchio e anche le bisettrici degli angoli formati dal raggio incidente e da quello riflesso angolo d incidenza = angolo di riflessione i triangoli evidenziati sono congruenti L = h1/2 + h2/2 = (h1 + h2)/2 = h/2 che non dipende dalla distanza specchio-persona!
RILFESSIONI MULTIPLE 4. Come si formano le immagini riflesse da due specchi? Da cosa dipendono? a. Posiziona un oggetto fra i due specchi paralleli Quante immagini osservi? RILFESSIONI MULTIPLE PROPOSTA DI LAVORO b. Disponi due specchi su un foglio di carta con disegnato un goniometro; gli specchi devono essere in posizione verticale, in modo che la cerniera coincida con il centro del goniometro. Colloca un oggetto davanti agli specchi. Cambiando l angolo tra gli specchi, cerca le posizioni che producono un numero intero di immagini. Per ogni posizione annota l ampiezza dell angolo, la posizione dell oggetto, il numero delle immagini. Traccia gli schemi dei cammini della luce relativi alle situazioni più semplici - tre immagini, quattro immagini - cercando di giustificarne l apparizione. Nel costruire i cammini della luce dall oggetto all occhio devi considerare la possibilità che la luce subisca riflessioni multiple sui due specchi prima di giungere all osservatore. Si osserva che al diminuire dell angolo tra i due specchi cresce il numero delle immagini. Indicando con N il numero di "cose viste" N = n immagini + 1 (s include nel conteggio anche l oggetto) si intravede un collegamento tra l angolo compreso tra gli specchi, il numero N delle cose viste e i poligoni regolari di N lati ottenuti. Si ha che: N = 360 / angolo tra gli specchi Puoi prevedere che se ci si mette tra due specchi paralleli (angolo tra gli specchi uguale a zero) si sviluppa una successione di immagini tendente all infinito.
RILFESSIONI MULTIPLE 5. Come ruotano le lancette dell orologio riflesso? Posiziona un orologio fra i due specchi ad angolo retto ed osserva il movimento delle lancette: La figura riflessa opposta al vertice, è un orologio con le lancette che ruotano in senso orario, mentre i due orologi riflessi di lato hanno le lancette che ruotano in senso antiorario. La composizione di due riflessioni piane produce una rotazione rispetto al vertice del diedro: quando i due piani sono perpendicolari, la rotazione è di 180. La composizione di due simmetrie trasversali produce una simmetria centrale.
RILFESSIONI MULTIPLE 6. Il principio del caleidoscopio IL CALEIDOSCOPIO PROPOSTA DI LAVORO Il caleidoscopio è un dispositivo ludico basato sul fenomeno ottico delle immagini multiple prodotte da tre specchi piani che formano tra di loro un angolo acuto (in genere di 60º). Si ottiene una figura altamente simmetrica, con più assi di simmetria, mai identica a se stessa. Fu inventato nel 1816 da David Brewster (1781-1868). Se vuoi sperimentare col caleidoscopio, procurati due specchi piani rettangolari uguali (senza cornice). Attaccali con dello schotch lungo il lato più lungo in modo che si possano piegare. Disponili su un tavolo piegati con un angolo di 60. Disponi al loro interno un oggetto. Guardando da sopra dovresti vedere l'oggetto riprodotto altre cinque volte a formare un esagono. Se ora disponi davanti ai 2 specchi un altro specchio, vedrai questo esagono ripetersi in modo da ricoprire tutto il piano. Due riflessioni consecutive realizzano una rotazione di 120 a destra (triangolo blu) e di 120 a sinistra (da blu a verde). Passando da giallo a verde si ottiene una traslazione. Utilizzando le opportune traslazioni si riesce a ricoprire tutto il piano.
7. Il periscopio IL PERISCOPIO PROPOSTA DI LAVORO Il periscopio permette di alzare o abbassare il punto di vista dell osservatore. Per costruirlo è sufficiente avere due specchietti piani e un tubo nel quale inserirli. Gli specchietti devono essere inclinati di 45 e paralleli, per far si che la luce proveniente dall oggetto puntato ad esempio dallo specchio superiore venga riflessa sullo specchio inferiore (o viceversa): Un gioco: l apparato di Roentgen