Costruiamo il periscopio coi bambini della classe quinta della scuola primaria.
Note introduttive: lo specchio e la riflessione
L’uso dello specchio rinnova ogni volta in noi la curiosità del fenomeno fisico che in esso di verifica: la riflessione.
Ogni superficie speculare, cioè capace di riflettere, può dar luogo alle osservazioni che possiamo sintetizzare così:
Un raggio luminoso, che chiameremo INCIDENTE (cioè che colpisce), va a cadere su di uno specchio o su di una lamiera molto levigata. Esso viene RIFLESSO, cioè si allontana da esso, seguendo una direzione determinata da un certo angolo, che la sperimentazione dimostra essere uguale a quello che il raggio incidente forma con la NORMALE (così viene chiamata la perpendicolare) della superficie stessa.
E’ evidente che l’angolo di incidenza e quello di riflessione possono comunque variare e che proprio in virtù di tale meccanismo siamo in grado di vederci riflessi nell’acqua tranquilla di una fontana o in un cristallo, una delle facce del quale sia stata opportunamente coperta con un sottile strato di sostanza contenente argento.
Sono numerose le applicazioni nelle quali avete modo di utilizzare gli specchi: il caleidoscopio, il periscopio e il telemetro. Il primo, in cui tre specchi rettangolari ripetono infinite volte la riflessione, là luogo a gradevoli immagini, ottenute con piccoli pezzi di carta o vetro colorato sistemati in maniera opportuna; il secondo consente di vedere ciò che accade in alto, osservando da un luogo basso; il terzo permette di determinare le distanze tra due punti prestabiliti.
Mentre il caleidoscopio, a parte il principio fisico, è soltanto un giocattolo, il periscopio ed il telemetro trovano rispettivamente impiego nei sommergibili e nelle operazioni di misura del terreno. Lo specchio e la riflessione ci riportano dunque all’ottica, vale a dire allo studio dei fenomeni luminosi.
Al lavoro
I disegni che seguono forniscono una chiara idea del funzionamento di questo oggetto che, come già detto, consente di vedere dal basso ciò che accade in alto. Ordiniamo le operazioni da compiere per realizzarlo:
1. dimensionamento, schizzi, preventivo e costruzione di un parallelepipedo di cartone robusto, di cui stabilirete voi stessi le dimensioni
2. preparazione di due fondelli di legno di un certo spessore, in uno dei quali inserirete un’impugnatura, costituita da un tondo di legno. Rimane alla vostra iniziativa la scelta del collegamento.
3. taglio di due vetri quadrati o rettangolari, da montare su due blocchetti di legno, che si fisseranno alle pareti del parallelepipedo. Formazione dei fori, con successivi passaggi del compasso a due punte. Essi dovranno risultare inclinati di un angolo pari a 45° rispetto all’asse del parallelepipedo;
4. chiusura del medesimo con carta adesiva e collegamento dei fondelli. Essi verranno fermati al cartone con chiodini lunghi e sottili, al pari delle assicelle che sorreggono gli specchi.
Materiale occorrente:
– cartone robusto, legno tenero, due pezzi di specchio
– tondo di legno per l’impugnatura
– carta colorata per l’eventuale rivestimento del parallelepipedo
– materiale per l’eventuale lucidatura dell’impugnatura.
Uso del periscopio
Si punta il foro superiore verso l’oggetto o il luogo che si vuole veder stando in basso. I raggi luminosi penetrano nel foro e colpiscono il primo specchio. Vengono riflessi e giungono al secondo specchio che, sempre per il fenomeno della riflessione, li fa pervenire all’occhio di chi osserva.
