Anno Internazionale della Luce

Anno Internazionale della Luce

Un’occasione da non perdere

ATTUALITÀ PER LA CLASSE | Fisica

C’è la luce al centro di una delle edizioni 2015 dell’ormai celebre iniziativa dell’Unesco (l’altro tema è il suolo, e ce ne occuperemo presto). In questo articolo, una rassegna delle principali occasioni didattiche offerte in particolare nell’ambito della fisica.

Marco Milano

L’Anno Internazionale della Luce è iniziato. La cerimonia di apertura a Parigi ha dato il via a un programma, assai ricco, su un tema che copre diversi aspetti fondamentali della nostra vita, spesso cruciali per il futuro del pianeta. Basti pensare ai programmi di sostenibilità energetica, che prevedono anche alternative di illuminazione più efficienti. È possibile sintetizzare in poche parole chiave gli obiettivi di quest’edizione dell’Anno internazionale? Tecnologia, energia, sostenibilità, conoscenza, comunicazione, educazione, potrebbero essere alcuni termini efficaci, ma forse non sufficienti per caratterizzare un argomento trasversale come la luce. Anche il calendario ufficiale dell’evento, del resto, ci dice che la sfida di divulgazione può contare quest’anno sull’appoggio di alleati probabilmente più numerosi del solito, coinvolti nelle scienze di base, nell’arte, nell’elettronica, nella comunicazione.
Possiamo però provare a orientarci in quest’offerta così vasta e individuare gli eventi di maggiore interesse per dimensioni più specifiche, come quella didattica. Tra le varie discipline in cui la luce rientra a vario titolo, è la fisica uno dei campi a maggiore copertura di eventi. Non solo perché si occupa dei fenomeni naturali che hanno a che fare con la luce e l’ottica, ma perché la luce è uno strumento d’indagine fondamentale per i fisici (pensiamo al telescopio Hubble o alla luce di sincrotrone) e perché nell’ultimo secolo è stata al centro di grandi scoperte, guadagnando quindi un’accezione anche fortemente culturale.

Un anno di anniversari

In Italia, è la Società Italiana di Fisica (SIF) a coordinare i vari protagonisti coinvolti nelle proposte didattiche, come l’Associazione per l’Insegnamento della Fisica (AIF), l’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), il CNR, l’ENEA e il Centro Fermi. Ed è proprio la SIF a ricordare, tramite il proprio manifesto di avvio delle attività, che il 2015 è un anno ricco di preziosi anniversari su grandi temi legati alla storia della scienza.
Durante l’Anno della Luce incontriamo il millesimo anniversario – sebbene ci sia un po’ d’incertezza sulla data esatta – delle scoperte di Abu Alhazen, il più autorevole esponente degli studi arabi sull’ottica e precursore delle teorie sulla natura corpuscolare della luce [1, 2]. Ma anche il duecentesimo anniversario delle teorie di Augustin Fresnel riguardanti la natura ondulatoria della luce [3], descritte con tanto di formulazione matematica nel testo Premier mémoire sur la diffraction de la lumière. E, ancora, il centocinquantesimo anniversario dell’interpretazione elettromagnetica della luce, formulata da James Maxwell, fisico e matematico scozzese che, per primo, avanzò l’ipotesi di un legame tra magnetismo, elettricità e luce, sintetizzata dalle sue celebri quattro equazioni contenute nell’articolo A Dynamical Theory of Electromagnetic Field [4,5]. Il 2015 è anche il Centesimo anniversario della pubblicazione della Teoria della Relatività generale di Albert Einstein, profondamente legata al concetto di luce, verificata sperimentalmente la prima volta proprio grazie alla curvatura dei raggi solari durante un’eclissi [6]. Infine, quest’anno cade il cinquantesimo anniversario della prima rivelazione della radiazione cosmica di fondo [7], scoperta di Arno Penzias e Robert Wilson che si è dimostrata fondamentale per aggiornare e allargare la nostra comprensione dell’origine e della natura dell’universo.

Concorsi e attività per tutti

Per cimentarsi in attività più operative ci sono diverse iniziative in agenda. Qualche esempio: la Società Astronomica Italiana e l’INAF lavoreranno in sinergia per promuovere eventi legati all’osservazione del cielo, a livello sia locale sia nazionale (qui gli eventi riportati dal sito INAF). Astrokids, invece, è l’iniziativa di successo dell’INAF che con la nuova edizione ripropone a Milano l’aspetto più ludico, oltre che didattico e divulgativo, dell’astronomia da spiegare ai più piccoli. L’INFN ha dedicato interamente alla luce la decima edizione di Scienza per Tutti, il concorso indirizzato alle classi delle scuole secondarie, che premierà il lavoro di divulgazione più efficace su tema luce. Il bando è chiuso, ma non il sito di riferimento, sempre accessibile per la consultazione di risorse dedicate agli insegnanti. A livello più locale, Light School è il concorso promosso dall’ENEA e dal CNR, indirizzato a studenti di vario ordine di scuola della regione Lazio. Saranno raccolti e valutati gli elaborati sul rapporto tra luce e i temi di sostenibilità, natura, cultura, comunicazione o salute.
Oltre a bandi e concorsi, sono previsti altri eventi aperti al pubblico in sedi anche scolastiche, come gli appuntamenti dell’Italian Group of the History of Solar Energy nell’ambito di Light and Energy Trough History, che racconteranno com’è stata usata l’energia solare nella storia dell’umanità e chi sono i pionieri italiani in questo settore. O, ancora, Show me the Light, spettacolo di teatro-scienza in cui due scienziati prestati alla scena intrattengono i ragazzi con esperimenti in cui la protagonista è la luce; la collaborazione del Gruppo Pleiadi permette agli insegnanti di preparare la classe scaricando dal sito i materiali introduttivi.

Grazie all’ISE le tecniche di insegnamento delle scienze diventano materia di competizione per docenti di tutta Europa

Uno sguardo internazionale  

Oltre a mettersi in gioco, le classi e gli insegnanti possono trovare anche occasioni di scambio e confronto, difficili forse da intercettare altrimenti, soprattutto in ambito internazionale.
Inspiring Science Education (ISE) è, in questo senso, uno dei progetti più interessanti.
Promosso dalla Società Fisica Europea (SPE), ISE si propone come piattaforma di riferimento per offrire agli insegnanti un supporto digitale per facilitare e rendere più attraente l’apprendimento di materie scientifiche. A questo proposito, sono messi a disposizione tool di strumenti adatti a sperimentare, come piattaforme di E-learning, simulazioni di esperienze didattiche di laboratorio, e l’accesso remoto a risorse scientifiche di vario genere. Nel contesto dell’Anno della Luce, ISE ha indetto una competizione, aperta a tutti gli insegnanti europei particolarmente creativi e motivati, invitati a proporre entro il 31 marzo 2015 idee e tecniche innovative per l’insegnamento delle scienze, anche in collaborazione con gruppi di altri Paesi.

LED

Una luce da Nobel

Per i fisici, si può dire che i festeggiamenti dell’Anno della Luce siano iniziati in anticipo, con il conferimento del Premio Nobel per la Fisica 2014 agli inventori dei LED blu. I membri dell’Accademia Reale Svedese delle Scienze hanno premiato Isamu Akasaki, Hiroshi Amano e Shuji Nakamura per un’invenzione che «ha reso possibili le sorgenti di luce bianca a risparmio energetico». Nei primi anni novanta, i tre ricercatori giapponesi sono riusciti dove per più di trent’anni i loro predecessori avevano fallito: costruire un LED (Light Emitting Diode, dispositivo a semiconduttore che funziona come sorgente luminosa se sottoposto a una differenza di potenziale) in grado di emettere luce blu. Una vera rivoluzione, che ha consentito di costruire lampade più efficienti, irrealizzabili altrimenti. E, inoltre, ha reso più pervasiva una tecnologia ancora poco nota al grande pubblico.

Bibliografia

  1. 1001 Inventions and the World of Ibn Al-Haytham, iniziativa dedicata ad Abu Alhazen da 1001 Inventions, in collaborazione con Unesco e Anno internazionale della luce. 
  2. G.C. Ghirardi, Luce: onde o particelle?, in “Asimmetrie”.
  3. Pagina dell’Associazione italiana per l’insegnamento della fisica dedicata ad Alhazen.
  4. Pagina dell’Associazione italiana per l’insegnamento della fisica dedicata a James Clark Maxwell.
  5. R. Renzetti, La nascita e la prima affermazione della teoria del campo: l’opera di Faraday e Maxwell, in “Fisicamente”.
  6. R. Renzetti, La nascita della relatività di Einstein, in “Fisicamente”.
  7. Arno Penzias e Robert Wilson, premi Nobel per la fisica nel 1978.

 

Marco Milano: è laureato in Scienza dei Materiali. Si occupa di divulgazione scientifica, con incursioni nel mondo del Data Science.