1. Lista di possibili/plausibili difficoltà iconiche nella lettura e interpretazione di immagini
dinamiche relative ad alcuni tipi di rappresentazione delle onde
Questo elenco, non esauriente, nasce da osservazioni in diversi contesti: corsi nella secondaria,
in università e interventi di formazione insegnanti,
1. a) Il tempo come variabile implicita delle animazioni; b) non esplicita indicazione della
variabile la cui evoluzione è l’oggetto dell’immagine dinamica
Un fenomeno ondulatorio può essere rappresentato da vari tipi di grafici; per es. nel caso di un’onda
elastica trasversa: spostamento trasversale dell’elemento del mezzo vs. tempo o vs ascissa nel
mezzo; velocità trasversale dell’elemento di mezzo vs tempo; ecc…. In molte immagini animate
la variabile tempo è implicita, giacchè spesso le animazioni rappresentano l’evoluzione temporale
di una grandezza significativa dell’onda. Ciò può indurre difficoltà nell’interpretazione
dell’immagine, specialmente fra gli studenti più giovani, in quanto l’identificazione di variabili
implicite richiede una buona capacità di astrazione e l’abitudine a chiedersi quali variabili sono
rappresentate sugli assi di un grafico. Se poi anche la variabile di cui si visualizza l'evoluzione non
è indicata (vedi figura seguente), le difficoltà aumentano.
Questa animazione (http://members.aol.com/nicholashl/waves/movingwaves.html), se supponiamo,
per semplicità, che l’onda trasversa indicata si stia propagando lungo una cordasottile, è costituita
da una successione di “fotogrammi” ognuno dei quali rappresenta lo spostamento trasversale della
corda ad uno specifico istante. I due trattini rossi individuano due elementi di corda e l’animazione
fa chiaramente vedere il loro moto oscillatorio in verticale. Questa immagine può essere vista
focalizzando l’attenzione sui trattini rossi e si percepisce la loro oscillazione trasversa oppure con
l’attenzione sulla globalità della figura, in questo caso è facile che si sia colpiti di più dalla
propagazione della configurazione della corda.
Anche nell’interpretare l’immagine seguente
(http://members.aol.com/nicholashl/waves/stationarywaves.html) si possono avere difficoltà
analoghe.
Sono presenti elementi simbolici (le frecce che indicano punti stazionari); ciò aiuta l’interpretazione
ma può anche creare altri tipi di problemi (cf. Lista difficoltà statiche)

2. L’immagine seguente http://www.phy.ntnu.edu.tw/java/wave/wave.html permette di indicare
possibili difficoltà legate sia alla mancanza di indicazione delle variabili sugli assi sia
all’interpretazione del codice iconico proposto.
I segmenti verdi rappresentano gli spostamenti trasversali dell’ elemento di corda, quelli gialli la
sua velocità, quelli segmenti rossi la sua accelerazione. I segmenti gialli sono calcolati da quelli
verdi, quelli rossi da quelli gialli. La costruzione di molti elementi dell’animazione è implicita ed il
codice non è semplice.
2. Combinazioni di rappresentazioni statiche e dinamiche
Il problema della rappresentazione grafica di entità astratte è ben noto (cf. Lista difficoltà statiche).
Nel caso di immagini che miscelano rappresentazioni statiche e dinamiche, occorre tenere ben in
mente le possibile difficoltà d’interpretazione da parte degli studenti. Ad esempio, l’animazione
seguente (http://members.aol.com/nicholashl/waves/refract1.html) che descrive la rifrazione di un
fronte d’onda piano che si propaga da un mezzo meno denso ad uno più denso (per es. da aria a
vetro) e poi ne fuoriesce, mescola elementi statici (il rettangolo che rappresenta la lastra di vetro)
con elementi dinamici (i segmenti che indicano i fronti d’onda)

3. Una difficoltà può nascere da un effetto percettivo, il fronte d’onda sembra aumentare nello spazio
durante la propagazione dell’onda a partire dall’angolo in alto a sinistra fino all’angolo in basso a
destra.
Un altro tipo di difficoltà può nascere quando in un’immagine dinamica si propongono diversi
modelli e/o elementi statici. (vedi immagine seguente
http://www.phy.ntnu.edu.tw/ntnujava/viewtopic.php?t=32). In questo caso l’interpretazione può
non essere semplice proprio per la compresenza di elementi statici in un ambiente dinamico.
Qui è presente sia il modello di raggio che quello di fronte d’onda, il primo rappresentato in
maniera statica da segmenti, il secondo in maniera dinamica da semionde progressive elementari e
loro inviluppo che evoca la costruzione di Huygens-Fresnel. I molti elementi presenti ed i loro
diversi caratteri, mirati ad una multi-rappresentazione contemporanea dello stesso fenomeno (qui la
rifrazione) possono complicare l’interpretazione dell’immagine. Il codice iconico proposto è
complesso, i puntini neri sulla superficie di separazione dei due mezzi con diverso indice di
rifrazione evocano, nella costruzione di Huygens-Fresnel, un sottoinsieme discreto delle infinite
sorgenti di onde secondarie che daano origine all’onda riflessa e rifratta. Per ben usare questo tipo
di immagini complesse è opportuno che l’insegnante si soffermi su tutti i componenti
dell’immagine e ne chiarisca il significato, sarebbe un errore d’ingenuità immaginare che la loro
interpretazione sia ovvia.
3. Interpretazione delle relazioni tra più animazioni
In molte immagini dinamiche coesistono spesso più animazioni che devono essere correlate per
cogliere il messaggio dell’immagine; ciò può essere anche fonte di confusione.

4. In questa animazione unidimensionale (http://www2.biglobe.ne.jp/~norimari/science/JavaEd/e-
wave4.html) due onde viaggiano in un mezzo in verso opposto, quella a tratto viola da sinistra a
destra, quella a tratto verde da destra a sinistra. L’onda a tratto blu è la
sovrapposizione delle altre due: per comprendere ciò occorre comprendere il legame tra le tre
onde rappresentate.
Lo stesso tipo di difficoltà può presentarsi nell’interpretazione dell’immagine seguente
(http://vsg.quasihome.com/interfer.htm):
Sia la distanza tra le frange di diffrazione che la loro ampiezza sono funzioni della lunghezza
d’onda della luce incidente, della distanza tra le fenditure e della distanza tra fenditure e schermo, e
tutti e tre questi parametri sono variabili. L’obiettivo dell’animazione è aiutare a rendersi conto di
come le variazioni di queste grandezze influenzano le caratteristiche delle frange d’interferenza in
un esperimento alla Young. Il codice iconico è piuttosto articolato, così come l’impianto
dell’animazione. Nell’uso di questo tipo di immagini animate è appropriato suggerire di concentrare

5. l’attenzione su cosa accade quando si varia una sola grandezza e poi mettere insieme le
osservazioni.