ESPERIENZE CON GLI SPECCHI PIANI

ESPERIENZE CON GLI SPECCHI PIANI
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.
Esperienze con specchi piani - MPZ
ESPERIENZE CON GLI SPECCHI PIANI
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’
x’
y
z’
x
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.
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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!
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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.
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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.
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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.
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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
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