La comprensione dei fenomeni dell'ottica fisica molto spesso si riduce
alla memorizzazione di formule e concetti. Alcuni recenti lavori (*) espongono i risultati di test posti a studenti universitari, dai quali si evince che la maggior parte degli studenti non ha un modello concettuale atto a spiegare gli effetti dell'interferenza. In particolare si riscontrano difficoltà riguardanti i seguenti due punti:
- applicazione del principio di sovrapposizione per onde emesse da più sorgenti;
- riconoscimento del ruolo della differenza di cammino nella determinazione degli effetti dell'interferenza.
Per facilitare la comprensione del fenomeno dell'interferenza è opportuno considerare inizialmente onde d'acqua in una vasca. Il comportamento di tali onde è più facilmente osservabile, o, comunque, più facilmente immaginabile del comportamento delle onde luminose. In tal maniera ci si può muovere in un contesto meno astratto (che per la luce), in cui si possono guidare gli studenti a ricavare le relazioni matematiche per la localizzazione dei massimi e dei minimi nella figura d'interferenza. Una volta che gli studenti hanno capito come le onde d'acqua si combinano sotto differenti condizioni, dovrebbero essere in grado di applicare correttamente il principio di sovrapposizione alle onde luminose.
Questo lavoro è un modulo didattico strutturato in maniera tale da fornire un percorso guidato per la comprensione dell'interferenza. Oggetto di studio è il comportamento delle onde emesse da una o due sorgenti puntiformi vibranti sulla superficie di una vasca piena d'acqua.
Il lavoro contiene quiz a risposte multiple, atti a verificare il livello di conoscenza degli studenti e le risposte esatte ai quiz, illustrate da figure e animazioni realizzate con il linguaggio Java. E' consigliabile vedere le pagine seguendo l'ordine, basta cliccare sul link ' Continua... '.
N.B.: Per una perfetta visualizzazione delle animazioni (applet java) è necessaria una versione di Netscape da 4.05 in poi. Le versioni più vecchie di Netscape creano broblemi anche per il carattere dell'ipertesto (il carattere Symbol non è ad es. riconosciuto, pertanto lettere come lambda o delta saranno riportate come l o d).
*B.S. Ambrose et al. - "An investigation of student understanding of two-source interference and single-slit diffraction" - Am.J. Phys.67, 146-155 (1999)
*K. Wosilait et al. - "Addressing student difficulties in applying a wave model to the interference and diffraction of light" - Phys. Educ. Res., Am J. Phys. Suppl. 67 (7), July 1999