Science on Stage Europe 2010
ESPERIMENTI GIOCHI E PARADOSSI
CON L’ELETTRICITÀ
E L’ELETTROMAGNETISMO
GUIDO PEGNA Dipartimento di Fisica
Università di Cagliari
[email protected] http://www.pegna.com
UN MISTERIOSO OSCILLATORE
Nient’altro che un circuito RLC in serie
alimentato dalla rete a 50 Hz
Lampada 200W
Condensatore
Induttore
Induttore variabile
Nella foto non si può vedere
che la lampada lampeggia…(circa a 1 Hz)
In questo momento
la lampada è accesa
Il circuito è il seguente
Perché oscilla? Chi trova la risposta
è molto bravo!
Due interruttori e due lampadine in serie…
Si aziona un interruttore…
Si aziona l’altro interruttore…
Si azionano ambedue gli interruttori…
Dove sta il trucco?
Una lampadina con gli estremi
in corto circuito…
Tubo di rame
Come mai si può accendere?
Lampada Tubo di rame
accesa
Tasto premuto
Questo sembra un paradosso.
Cosa c’è nella base?
Levitazione: dettaglio
Ciò che levita è un piccolo magnete, senza
apporto di alcuna energia dall’esterno
Cosa è?
Magnete
Una macchina elettrostatica…
completamente statica.
Uso estremamente pratico
Polo ad alta tensione
Elettroscopio
Motore
elettrostatico
Spenta
Nella fotografia che segue
si vede la macchina
elettrostatica in funzione.
Non vi sono collegamenti diretti!
notare il motore che ruota e l’elettroscopio
+++
++
Elettroscopio
Il motore sta
girando
Accesa
Particolare dell’elettroscopio
Le foglioline sono di carta velina,
che è più leggera dell’alluminio
Non sono incollate:
ruotano
Si possono fare facilmente
tutti gli esperimenti
di Elettrostatica
Un piccolo cannone elettromagnetico…
Dopo che ha fatto fuoco…
Condensatore
Bobina
Anello di alluminio
Un motore unipolare: questo è il magnete
Polo N
+
Contatto
Polo S
Corrente
-
Il motore è fermo. Notare il riferimento…
Sta ruotando, con una pila da 1,5 V…
Un condensatore: notare il valore
della capacità!
L’ultracapacitor si carica con la luce…
Celle solari
Interruttore
L’ultracapacitor carico fa girare
un motorino per delle ore…
Comportamento di resistori,
induttori, condensatori
Lampadina
Lampadina
Lampadina
Induttore
Condensatore
Invertitore
Resistore
Schema
Le lampadine sono in serie
alla resistenza, all’induttore
e al condensatore e indicano
l’intensità della corrente
che li attraversa
La corrente nell’induttore, se non varia…
Uguale intensità
Corrente invertita attraverso l’induttore
Diminuisce
Inversioni
rapide
Non
varia
Corrente invertita attraverso
il condensatore…
Doppiamente
brillante
Molto
debole
Inversioni
rapide
Non
varia
Un apparecchio rivoluzionario
per la determinazione
della velocità della luce
in propagazione libera
Sta su un tavolo. Niente da allineare.
Pronto in un minuto. Nessun altro
strumento o componente necessario.
Si determinano le posizioni di minimo del segnale
ricevuto. La luce percorre la distanza fra di esse
nel tempo (costante strumentale) di 1,1 ns
Unità di
Controllo
Trasmettitore:
Laser modulato
a 450 MHz
Scala
Ricevitore
sincrono
scorrevole
sulla guida
Indice
I minimi sono indicati dai minimi
di un segnale audio.
La misurazione di c si esegue
determinando le varie posizioni
del ricevitore nelle quali il segnale
rivelato è minimo.
Se d (in m) è la distanza fra di esse,
si ha:
c = (d/1,1)·109 m/s
Il fascio laser…
Ricevitore
scorrevole
sulla guida
Trasmettitore
Spot
La ricerca dei minimi…
Determinazione diretta di n di un liquido.
La vaschetta contiene solamente 10 c.c.
Vaschetta
Scala
Traccia del fascio Laser
Un piccolo apparecchio che fa vedere
l’effetto termoelettrico. Lo possono
costruire i ragazzi…
Rame
Termocoppia
Costantana
Avvolgimento
Bussola
Osservare l’indice della bussola…
Polo nord
Termocoppia fredda
Con la fiamma di un accendino…
L’ago ha ruotato di quasi 180°
Polo nord
Fiamma
Questi sono alcuni degli apparecchi
ed esperimenti che potrebbero
essere esposti in funzione
nella sezione Fiera del POS 2010
Il Laboratorio dove si costruiscono…
Un’altra vista del Laboratorio
Ognuno di essi lancia una sfida:
“Perché? Come funziona?”
e stimola la curiosità e la volontà
di capire,
con l’esercizio di razionalità,
capacità creativa, buon senso,
concretezza
Alcuni di questi sono stati
descritti su “La Fisica nella
Scuola” e su altre riviste
Il Progetto “Sardegna
Scuola Digitale” in fase
di approvazione in questi giorni
si basa, per i materiali
sperimentali di Fisica, su un
repertorio di oggetti
realizzati con questa filosofia
Grazie!
Science on Stage Europe 2010
