A caccia di spettri

Grazie alla luce gli astronomi sono riusciti a svelare l’origine dell’Universo, la composizione delle stelle e molti altri segreti del Cosmo. Con questo semplice e divertente attività vogliamo avvicinare tutti coloro che vogliono cimentarsi alla comprensione della luce e alla scoperta di uno degli strumenti principe dell’astronomia, lo spettroscopio. Tramite questo strumento sarà possibile scoprire e apprezzare i differenti spettri e le differenti righe di emissione dovute agli elementi che costituiscono alcune sorgenti luminose analizzate.

Per prenotare questo laboratorio per le scuole collegati al sito del Festival della Scienza di Genova - Programma per le scuole

DESCRIZIONE TECNICA

In uno spettroscopio, il fascio luminoso viene fatto passare attraverso una fenditura e colpisce un prisma o un reticolo di diffrazione, che scompone la luce nei vari colori che la compongono, formando così il cosiddetto spettro. Esaminando lo spettro così ottenuto si riescono ad identificare gli elementi che lo hanno prodotto, ossia le caratteristiche della sorgente luminosa che ha generato il fascio di luce originario. Nel nostro spettroscopio, il reticolo di diffrazione è costituito da un CD, in quanto i dischi ottici hanno una spirale di solchi paralleli e sottilissimi dentro cui vengono registrati i dati. Sono circa 1300 solchi ogni millimetro nel DVD e circa 650 solchi nel CD e ed è questa griglia di linee a suddividere la luce nei colori che la compongono.

Per costruire il nostro spettroscopio abbiamo bisogno di:

  • un cd;

  • il modello cartaceo dello spettroscopio scaricabile qui;

  • nastro adesivo e colla;

  • forbici e un cutter;

  • un righello;

  • un cartoncino nero;

  • lampade al neon e altre sorgenti luminose.

PROCEDIMENTO

Per prima cosa scarichiamo da qui il file dello spettroscopio e stampiamolo. Fatto ciò incolliamo la nostra stampa sul cartoncino nero e ritagliamo con cura la sagoma del nostro spettroscopio.

Occupiamoci ora della realizzazione delle fenditure. Facendoci aiutare da un adulto ritagliamo con il cutter le due fenditure proprio come è indicato sulla sagoma dello spettroscopio. In questo caso è importante lavorare con estrema cura per evitare di rovinare le fenditure strappandole o allargandole troppo.

Arrivati a questo punto è necessario piegare tutte le linee tratteggiate presenti. Le pieghe devono essere fatte in maniera perfetta poiché la luce non entri all’interno della scatolina che stiamo costruendo. Se filtrasse anche solo una piccola quantità di luce, dalle fessure di una piega fatta male, questa potrebbe impedire la formazione dello spettro. Dove troviamo il tratteggio corto le pieghe vanno fatte verso il basso, mentre dove troviamo il tratteggio misto la piega va fatta verso l’alto. A questo punto siamo pronti per chiudere lo scatolino mediante un piccolo pezzetto di nastro adesivo che andremo a posizionare immediatamente sotto la fenditura ovviamente senza coprirla.

A questo punto prendiamo il CD, facendo attenzione a non toccare con le dita la parte riflettente, e inseriamolo, con la parte riflettente rivolta verso l’alto, all’interno della nostra scatolina e fissiamo il tutto con dell’ulteriore nastro adesivo. Infine controlliamo che non ci siano spiragli dai quali possa entrare luce.


FUNZIONAMENTO DELLO SPETTROSCOPIO

Rivolgiamo il nostro spettroscopio verso una sorgente di luce, come ad esempio la luce della stanza dove stiamo lavorando. Teniamo il cd con una o due mani davanti a noi e incliniamolo di circa 45° con la fenditura su cui troviamo scritto “occhio” rivolta verso di noi. Accostiamo l’occhio alla fenditura e guardiamo all’interno. Sulla superficie del CD, dovremmo così vedere lo spettro della luce che stiamo osservando. Se non si vede nulla incliniamo il CD piano piano finchè sulla superficie del CD non compare lo spettro.

Se volessimo osservare lo spettro del Sole basta puntare lo spettroscopio in direzione del cielo azzurro o nuvoloso che sia. Attenzione a non puntare mai lo spettroscopio verso il Sole diretto in quanto potrebbe essere molto pericoloso per i nostri occhi.

Infine lo spettroscopio può essere associato anche con la fotocamera del cellulare. Basta appoggiare la fotocamera alla fenditura dove prima appoggiavamo il nostro occhio e aprendo la fotocamera potremmo vedere e fotografare lo spettro.

CREDITI

Concetto: Arvind Paranjpye (Inter-University Center for Astronomy & Astrophysics - India) www.iucaa.ernet.it/scipop/

Adattamento: Association GAPPIC (Groupe d'accompagnement pédagogique du Pic du Midi), http://pedagogie.ac-toulouse.fr/gappic/, contact: gappic@ac-toulouse.fr

Adattamento italiano: Maura Sandri e Luciano Nicastro (INAF - OAS Bologna) https://www.oas.inaf.it/it/pubblico/scuole/laboratori/a-caccia-di-spettri/