lunedì 20 gennaio 2014

UNA BUSSOLA, UN ELETTROSCOPIO E I PIONIERI DELL'ELETTROMAGNETISMO

Qual è la parte più difficile della Fisica? Gli esercizi, le formule e i calcoli. E qual è la parte più facile (e più bella)? Gli esperimenti e la storia della Fisica.

Certo, non tutti la pensano in questo modo, ma secondo la maggior parte degli studenti le cose stanno proprio così. E non vale solo per gli studenti, è vero anche per chiunque desideri - per puro interesse o piacere o divertimento - avvicinarsi alla materia.

La storia della Fisica è particolarmente interessante poichè consente di capire come si è giunti ad una determinata scoperta, senza tralasciare il lato umano, collegato ai fisici, più che alla Fisica. Ad esempio è senz'altro divertente scoprire che Andre-Marie Ampère non abbia riconosciuto Napoleone, che si era recato all'Accademia di Parigi. Per questo motivo Napoleone lo invitò a pranzo per il giorno seguente, ma Ampère se ne dimenticò. I suoi studenti lo videro cancellare formule alla lavagna usando il fazzoletto e pulirsi il naso con il cancellino.....

Pensate poi un attimo di tornare a fine '800: volete collegare le due sponde dell'Atlantico senza fili, ma niente poco di meno che Henri Poincarè in persona vi dice che non è possibile superare la curvatura della Terra tramite onde elettromagnetiche. Cosa fate? Desistete? No, se siete Guglielmo Marconi.

Dall'ambra alla radio, bussola, sughero, spillo, bicchiere
d'acqua e... gamba di Spiderman
Gli esperimenti di Fisica sono belli se è semplice realizzarli, se è possibile utilizzare materiale che normalmente si ha in casa e - soprattutto - se si impara finalmente qualche meccanismo talmente bene che non ce lo dimentichiamo più. D'altronde, quando si associa un concetto ad un'esperienza particolarmente interessante, il ricordo dell'esperienza richiama il concetto. E poi, diciamola tutta, la realizzazione di un esperimento può essere così avvincente che se ne parla con gli amici al bar ("Tu non sai cosa ho fatto ieri.... non puoi neanche lontanamente immaginare...").

Ad esempio, costruire una bussola artigianale è davvero semplicissimo. Basta un tappo di sughero, di cui va segata un'estremità, uno spillo, che va prima magnetizzato in un'unica direzione (dalla capocchia verso la punta) e poi inserito nel pezzo di sughero. Infine occorre un bicchiere quasi pieno d'acqua.

Naturalmente occorre anche un buon libro che racchiuda quanto ho scritto in questo articolo e molto altro: io ho trovato perfetto allo scopo "Dall'ambra alla radio" di Franco Foresta Martin, pubblicato da Editoriale Scienza. In ogni caso, come si vede nell'immagine, io ho utilizzato una gamba di Spiderman di mio figlio poichè era un magnete adatto a magnetizzare lo spillo.

Dopo aver riposto il pezzo di sughero sulla superficie dell'acqua lo si vede (guardate il video) ruotare per orientarsi con la punta (dello spillo) verso il nord. Questo è un ottimo modo per verificare la presenza dell'invisibile campo magnetico terrestre. Ho controllato l'esito dell'esperimento con una bussola.

A questo strumento sono particolarmente affezionato perché, tempo fa, ne ho controllato la precisione con l'aiuto dell'astronomo Walter Ferreri, presso l'osservatorio di Pino Torinese.

Con l'aiuto di mio figlio ho realizzato anche un elettroscopio, ovvero uno strumento per misurare la carica elettrostatica di un corpo.

E' sufficiente la carta alluminio da cucina, un po' di fil di ferro, un barattolo di vetro piuttosto largo con il tappo di plastica, un panno di lana e una bacchetta di plastica.

Fil di ferro, alluminio per cucina e
un barattolo diventano un elettroscopio
Innanzitutto occorre bucare al centro il tappo di plastica e farvi passare un po' di fil di ferro, in modo tale che una parte di esso resti all'esterno e venga ricoperta da una pallina di alluminio, ed un'altra resti all'interno del barattolo, ma sia modellata in modo da reggere due rettangoli di alluminio. Questi ultimi devono essere appesi al fil di ferro.
Elettroscopio

A questo punto non resterà altro da fare che strofinare la bacchetta di plastica sul panno di lana e poi toccare la palla esterna di alluminio dell'elettroscopio. La quantità di carica elettrostatica verrà misurata tramite l'allargamento dei rettangoli di alluminio.

Nel video si vede che la carica ha fatto sì che le foglie d'alluminio si alllontanassero fino a toccare le pareti del barattolo.

Realizzare gli esperimenti descritti nel libro citato non serve soltanto agli insegnanti di Fisica a beneficio dei loro studenti (peraltro le ore di laboratorio sono ridotte ormai al lumicino in seguito ai tagli ormai continui della spesa pubblica), ma anche ai genitori per imparare e passare delle ore divertenti con i propri figli. 

Buona lettura a tutti, allora! E buon divertimento con gli esperimenti!



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