Rifrazione della luce con Geogebra

Autore:
Piero Romano

La rifrazione della luce nel laboratorio di fisica e di informatica

PREREQUISITI 1 Lo scorso anno, abbiamo sperimentato in laboratorio di fisica il processo della rifrazione della luce. La figura che segue vuole richiamare l'apparato sperimentale allora usato:
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1) Descrivi gli aspetti salienti dell'attività condotta in laboratorio. In particolare: a) quali dispositivi e/o oggetti hai utilizzato? b) In cosa consiste il fenomeno osservato? c) Qual è l'angolo di incidenza e qual è l'angolo di rifrazione?

La figura, in particolare, mostra il semicilindro di plexiglass, sul quale viene inviato il raggio laser, disposto orizzontalmente (lungo l'asse x). Il raggio laser è inviato nell'origine del sistema di assi cartesiani. Sul cerchio di raggio maggiore sono tracciati i segmenti AA' (prima della rifrazione) e BB' (dopo la rifrazione). Oltre a osservare qualitativamente il fenomeno, abbiamo effettuato il seguente esperimento: al variare dell'angolo di incidenza A'OA, abbiamo misurato i segmenti AA' e BB'. Il risultato trovato è riprodotto nel seguente grafico:

2) La relazione tra i valori AA' (seconda colonna) e i valori BB' è lineare?

3) Variando i parametri m e q della retta presente in grafico (slider), fai in modo che la retta si adatti ai dati sperimentali. Quanto vale il rapporto ?

La legge della rifrazione L'esperimento ci porta alla conclusione che: La costante n prende il nome di indice di rifrazione (nel caso discusso, indice di rifrazione tra aria e plexiglass)
PREREQUISITI 2 Quest'anno abbiamo introdotto le funzioni goniometriche seno e coseno:
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4) Osservando la figura iniziale, la seguente uguaglianza è VERA o FALSA? Commenta la tua risposta

Possiamo allora concludere che: Detto l'angolo di incidenza e l'angolo di rifrazione, la legge della rifrazione può essere espressa come:
5) Completa la seguente frase: Facendo variare l' ______________ di incidenza , varia anche l'angolo di ________________ , ma il rapporto tra il __________ dell'angolo di __________________ ed il ____________ dell'______________ di rifrazione si mantiene _______________. Questo rapporto costante prende il nome di ________________ di ______________ tra i due mezzi.
Attività da svolgere a casa: Aprire con Geogebra il file Simulazione Geogebra.ggb:
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a) Disegna l'angolo di incidenza b) Individua il punto in cui la retta AO incontra la circonferenza di raggio minore e denotalo B c) Traccia da B la parallela all'asse y fino ad incontrare in C la circonferenza di raggio maggiore d) Traccia la semiretta OC e) Completa la figura tracciando, a partire dai punti A,B, e C, le perpendicolari all'asse y, individuando i punti A', B' e C' in cui queste rette lo incontrano. Se hai seguito correttamente le indicazioni, la semiretta OC rappresenta il raggio rifratto
Attività di laboratorio (informatica)

Fase 1: Verifica costruzione

6) Dimostra che: fornisci adeguata motivazione

7) Spiega perchè il fatto dimostrato nella precedente domanda ci permette di dire che la nostra costruzione è una adeguata simulazione del processo fisico in studio (la rifrazione)

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