Proiect didactic "Dispersia luminii"

Elaborarea unui proiect didactic prin integrarea de aplicații web 2.0

Data: 27.04.2015

Clasa: a VII-a;

Numele profesorului: Nicu Mariana

Obiectul: Fizică;

Unitatea de învăţare: Lumină şi sunet

Titlul lecţiei: Dispersia luminii. Curcubeul

Tipul lecţiei: Predare-învăţare;

Competenţe generale

1. Cunoaşterea şi înţelegerea fenomenelor fizice, a terminologiei, a conceptelor, a legilor şi a metodelor specifice domeniului; explicarea funcţionării şi utilizării unor produse ale tehnicii întâlnite în viaţa de zi cu zi;

2. Investigarea ştiinţifică experimentală şi teoretică;

3. Rezolvarea de probleme practice şi teoretice prin metode specifice;

4. Comunicarea folosind limbajul ştiinţific;

5. Protecţia propriei persoane, a celorlalţi şi a mediului înconjurător.

Competenţe specifice

1.1. Clasificarea şi analiza fenomenului de dispersie a luminii.

1.2. Descrierea fenomenului de dispersie după criterii date.

1.3. Identificarea legilor şi caracteristicilor definitorii ale dispersiei luminii.

1.4. Realizarea transferului cunoştinţelor dobândite prin studiul fizicii în domeniul general al ştiinţelor şi tehnicii.

2.1. Identificarea unor caracteristici ale dispersiei luminii pe baza observării acesteia.

2.2. Realizarea unor aplicaţii experimentale, individual sau în echipă, prin urmarea unor instrucţiuni date.

3.1. Interpretarea fenomenului de dispersie a luminii.

3.2. Stabilirea unor conexiuni fenomenologice şi conceptuale între domeniile fizicii şi celelalte discipline de studiu.

4.1. Formularea unor observaţii ştiinţifice asupra experimentelor efectuate

5.1 aplicarea normelor de protecţie individuală în laboratorul de fizică şi în viaţa de zi cu zi

5.2 argumentarea avantajelor şi dezavantajelor unor tehnologii

Valori şi atitudini

- Respect pentru adevăr şi rigurozitate

- Încredere în adevărurile ştiinţifice şi aprecierea critică a limitelor acestora

- Interes şi curiozitate

- Iniţiativă personală

- Spirit critic şi autocritic

- Toleranţă faţă de opiniile celorlalţi

- Deschidere şi dispoziţie de a asculta părerile celorlalţi

- Interes pentru explorarea diferitelor modalităţi de comunicare, inclusiv cele create prin aplicarea TIC

- Grija faţă de propria persoană, faţă de ceilalţi şi faţă de mediu

Strategii didactice 

Metode şi procedee: conversaţia euristică, explicaţia, exerciţiul, problematizarea, lucrul individual, descoperirea dirijată.

 Modul de organizare al clasei: frontal, individual 

Procedee de evaluare: analiza răspunsurilor primite; analiza şi compararea rezultatelor elevilor; aprecierea corectitudinii rezolvării aplicaţiilor (verbală / notarea activităţii elevilor).

Resurse: 

Materiale didactice: caiet, PC-uri, laptop, acces la internet, proiector, aplicaţia on-line http://www.sciences.univ-nantes.fr/sites/genevieve_tulloue/ . 

Umane: 28 elevi 

Temporale: 50 min

Locul: laborator informatică.

Bibliografie: programa şcolară; planificarea; manual Fizică clasa a VII-a - Cristopher Clark, George Enescu, Mircea Nistor, Mircea Rusu - Ed. All; http://www.sciences.univ-nantes.fr/sites/genevieve_tulloue/; http://www.animations.physics.unsw.edu.au/jw/light/chromatic_dispersion_rainbows_Alexanders_dark_band.htm.

DESFĂŞURAREA LECŢIEI:

Structura lecţiei	Conţinut şi sarcini de instruire		Strategia didactică	Modalităţi de evaluare
	Activitatea profesorului	Activitatea elevilor
I. Moment organizatoric (2 min)	Se creează condiţii optime pentru buna desfăşurare a lecţiei. Verificarea prezenţei elevilor şi notarea absenţelor asigurarea unei atmosfere adecvate de lucru pentru buna desfăşurare a orei;	Elevii vor avea pe mese caietul, PC-ul.	Conversaţia
II. Captarea atenţiei (3 min)	Verific frontal temele scrise făcând, eventual, observaţii, iar dacă există probleme nefinalizate sau nerezolvate acestea se rezolvă în aplicatia Web 2.0 sau le sugerez elevilor metoda de rezolvare. Reactualizez cunoştinţele despre reflexia şi refracţia luminii	Elevii sunt atenţi şi notează indicaţiile sau modul de rezolvare a problemelor. Răspund la întrebările recapitulative.	Conversaţia Problematizarea Exemplul	Analiza răspunsurilor
III.Anunţarea temei (3 min)	Anunţ titlul lecţiei: Dispersia luminii. Curcubeul	Elevii sunt atenţi şi notează titlul lecţiei în caiete, urmând să acceseze lecţia, cautând după titlu, în aplicaţia Web 2.0.	Conversaţia
IV. Prezentarea conţinutului şi dirijarea învăţării  (30 min)	Se constată experimental lumina de culori diferite se refractă diferit.   Se defineşte fenomenul de dispersie ca fiind fenomenul de descompunere a luminii albe datorită refracţiei diferite a luminii de culori diferite.   Se studiază fenumenul de difracţie al luminii prin prisma optică: trimiţând spre o prismă un fascicul îngust de lumină albă, provenind de la un bec, se constată că, în punctul de incidenţă, după intrarea prin prismă, fasciculul începe să se descompună într-un fascicul colorat, din ce în ce mai larg. Pe ecran va apărea o bandă multiplu colorată, culoarea trecând treptat şi continuu, de la roşu la violet prin toate culorile curcubeului (ROGVAIV). Imaginea obţinută pe ecran este numită spectrul continuu al luminii albe. Acest fenomen de descompunere a luminii albe în culorile componente este numit dispersia luminii.   Se discută faptul că lumina portocalie este refractată mai puternic decât cea roşie, cea galbenă este refractată mai puternic decât cea portocalie, etc.   Se defineşte fenomenul de dispersie normală şi dispersie anomală şi se dau exemple de materiale în care se observă aceste fenomene.    Cer elevilor să observe ce se întâmplă dacă lângă prisma optică se aşează o a doua prismă( fenomenul de sinteză a luminii, inversul dispersiei).	Elevii sunt atenţi, notează în caiete, răspund la întrebări, folosesc aplicatia Web 2.0 pentru simularea fenomenului de dispersie (se poate accesa online la adresa http://www.sciences.univ-nantes.fr/sites/genevieve_tulloue/). Modifică parametri şi selectează mărimile fizice afişate.	Conversaţia Explicaţia Descoperirea Exerciţiul Problematizarea Conversaţia euristică	Aprecieri verbale Analiza răspunsurilor
V.Asigurarea conexiunii inverse (feed-back) (8 min)	Cer elevilor să explice cum se formează curcubeul.	Elevii sunt atenţi, notează în caiete, răspund la întrebări şi le introduc în aplicaţia Web 2.0. http://mariananicu.blogspot.ro/2015/04/misterul-curcubeului-mitologie-si.html	Conversaţia Explicaţia
VI. Evaluare (3 min)	Apreciez cunoştinţele elevilor, notez elevii care s-au evidenţiat.	Ascultă	Exerciţiul	Voi face aprecieri individuale şi frontale asupra modului de participare la lecţie.
VII. Tema pentru acasă (1 min)	Solicit alcătuirea unui referat cu tema „Curcubeul de la legende şi mituri la ştiinţă”.	Notează tema pentru acasă.

Educatia este o arta!

Magia culorii

Misterul curcubeului – mitologie si stiinta

Misterul curcubeului i-a preocupat pe oameni din cele mai vechi timpuri, datorita frumusetii lui si originii ramase, multa vreme, necunoscuta. In nenumarate mituri fondatoare, curcubeul apare ca legatura intre divinitate si om, ca un “pod” sau “drum” plutitor in cer (pontifex), pe care pot calatori zeii, samanii sau vrajitorii, din lumea aceasta in cealalta.

 In legendele grecesti se spune ca un astfel de drum – curcubeul – a fost creat de Iris, mesagera zeilor, al carei nume se regaseste si in cuvantul spaniol care denumeste curcubeul “arco iris”. In povestile vechilor irlandezi, casuta unui spiridus, care, dupa cum se spune in folclorul nordicilor, confectioneaza pantofii zanelor, se afla la una dintre extremitatile curcubeului. In India, curcubeul simbolizeaza iluminarea lui Buddha, care coboara din cer pasind pe cele sapte trepte (culori), sprijinindu-se, de-o parte si de alta, pe doi serpi (nagas) fabulosi, veniti din adancuri, unde pazesc comorile Pamantului. In Siberia, curcubeul intruchipeaza spiritul samanilor, iar in mitologia chinezeasca este o scara spre cer, facuta de zeita Nuwa (care a creat primii oameni), din pietre de sapte culori diferite. De asemenea, pentru ca reuneste deopotriva culori calde si reci, curcubeul este si imaginea unitatii dintre Ying si Yang, a armoniei si a fecunditatii. In religia crestina, minunatele culori sunt semnul aliantei dintre oameni si Dumnezeu, dupa Potop, al reluarii unui nou ciclu al vietii, al restabilirii ordinii cosmice. In ezoterismul islamic, reprezinta cele sapte ceruri. De altfel, in toate partile lumii, cifra sapte (adica tot atatea culori cate are si curcubeul – ROGVAIV), in plan simbolic, are valoare sacra – sapte zile ale creatiei lumii, sapte zile ale saptamanii, sapte note muzicale, sapte arte etc. Pentru incasi, curcubeul este coroana de pene a lui Illapa, zeul ploii si al tunetelor, o divinitate de temut, pe care oamenii arhaici nu indrazneau sa o priveasca. Despre curcubeu se crede, in general, ca anunta evenimente fericite, dar ar putea anticipa si schimbari dramatice, care tin de destinul unui popor.

Din punct de vedere stiintific, misterul curcubeului a inceput sa fie intuit si deslusit partial, inca din Antichitate. Anaximene, filozof grec, din secolul al VI-lea i.Hr., credea ca arcul colorat care aparea uneori pe cer era determinat de trecerea razelor de soare peste mase comprimate de aer, in timp ce Aristotel (secolul al IV-lea i.Hr.) a incercat sa explice fenomenul prin reflectia si refractia razelor solare, dar era mai mult o banuiala, decat o demonstratie stiintifica.

Abia in secolul al XIII-lea, calugarul polonez Witelo, pasionat de “philosophia naturalis” (studiul obiectiv al naturii si al universului fizic, in general), autor al unui tratat de optica – “De perspectiva” – a ajuns destul de aproape de o explicatie deplina a aparitiei curcubeului, aratand ca, atunci cand o raza de soare trece printr-o picatura de apa, lumina se reflecta pe suprafata picaturii respective. Prin urmare, cand lumina paraseste un mediu – aerul – si trece in altul – apa – isi schimba directia. Lungimile de unda diferite ale luminii – a aratat naturalistul polonez – sunt reflectate in culorile spectrului, secventa de culoare fiind intotdeuna aceeasi – de la violet, prin indigo, albastru, verde, galben si portocalui, la rosu. Un secol mai tarziu, un alt calugar, Dietrich von Freiburg, in lucrarea “De Iride” (“Despre curcubeu” – din grecescul “iris”), a completat explicatia predecesorului sau, nuantand-o si insistand pe reflexia luminii in cadrul fiecarei picaturi de apa de ploaie. Matematicianul francez Rene Descartes, trei sute de ani mai tarziu, a aratat ca un curcubeu apare cand razele soarelui cad pe un perete de ceata sau de ploaie. Fiecare picatura de apa (curbata) reflecta (rasfrange, oglindeste) cateva raze. Celelalte raze, in punctul de intalnire al apei si al aerului, sunt refractate (sunt deviate, in punctul de trecere dintr-un mediu in altul), apoi intra in picatura de ploaie, sunt reflectate din nou, in timp ce altele sunt refractate si parasesc picatura. Singurele raze vizibile sunt cele care au patruns in interiorul picaturii si au fost reflectate. Ceva mai tarziu, astronomul britanic Gerge Airy a subliniat ca un curcubeu se formeaza identic, intotdeauna, diferentele constatandu-se numai in latimea si intensitatea benzilor de culoare, datorate marimilor diferite ale picaturilor.

Prin urmare, misterul curcubeului, cel putin din punct de vedere fizic, presupune refractia, reflexia si dispersia (propagarea) razelor colorate, din care este compusa lumina alba a soarelui, care trece prin picaturile de apa. Curcubeiele cele mai spectaculoase sunt cele care se formeaza cand partea de cer opusa pozitiei soarelui, la un moment dat, este acoperita de nori, iar cel care priveste se afla intr-un loc unde cerul este senin. Fenomenul mai poate fi observat si in apropierea izvoarelor sau in orice alt loc unde in aer se afla picaturi de apa, cu o sursa de lumina in spate.

In Antichitate, in texte sau in desene, curcubeul era descris sau reprezentat in trei, patru sau cinci culori (niciodata sapte), notiunea de “spectru” fiind descoperita si definita mult mai tarziu. Isaac Newton, matematician, fizician, astronom si alchimist englez, autorul unei teorii a culorilor, bazata pe observatia ca o prisma descompune lumina alba intr-un spectru vizibil (parte a spectrului electromagnetic, perceptibila de ochiul uman), a fixat numarul culorilor din curcubeu la sapte – rosu (R), orange (O), galben (G), verde (V), albastru (A), indigo (I), violet (V) – acesta fiind numarul de culori pe care le poate distinge ochiul in spectrul luminos. De fapt, misterul curcubeului se leaga de faptul ca este, mai degraba, o iluzie optica, materializata in functie de pozitia privitorului si a soarelui. Foarte rar, un curcubeu poate fi vazut noaptea, la lumina lunii, culorile fiind, in acest caz, mai sterse, pentru ochiul uman, dar putand sa apara foarte clar intr-o fotografie. Se intampla uneori ca, pe langa curcubeul principal, sa apara si unul secundar, avand culorile dispuse invers fata de primul, fapt datorat dublei reflexii a luminii. In 2012, un om de stiinta de la Universitatea din San Diego a remarcat si existenta curcubeielor “siameze”, care au acelasi punct de plecare, dar care se despart si se termina in locuri diferite.

Exploatand valoarea simbolica si, intr-o oarecare masura, si misterul curcubeului, aceasta imagine (sapte culori, cu rosul in partea de sus) a fost aleasa ca drapel de catre Imperiul Incas, unul dintre cele mai puternice din America de Sud intre secolele al XIII-lea – al XVI-lea, si de catre Miscarea pacifista din Europa, din 2003, care a manifestat contra razboiului din Irak.

In limba romana, cuvantul “curcubeu” este de origine necunoscuta, vechiul termen grecesc “iris”, folosit pentru a denumi acest fenomen, pastrandu-se numai cu sensul de “floare” (stanjenel) sau de parte a ochiului, in mijlocul careia se afla pupila, elementul comun al tuturor acestor cuvinte fiind culorile foarte placute si armonios imbinate.

Sursa: http://destepti.ro/misterul-curcubeului-mitologie-si-stiinta