Su e giù per le scale dimensionali
Osservare e immaginare
Monica Onida ( [email protected])
Lucia Galimberti ([email protected])
Annalisa Tunesi ([email protected])
Osservare con strumenti ottici ed elettronici
In questa sezione vengono mostrati alcuni campioni di rocce e minerali raccolti in un
ambiente vulcanico e si invita a osservarli con attenzione a diverse scale di
ingrandimento: dall’occhio nudo, alla lente di ingrandimento, al microscopio ottico
ed elettronico.
Ad occhio e con la lente si riconoscono forma e colore delle componenti con
dimensione discriminabile dall’occhio umano (potere risolutivo di poco superiore a
10-3 m). La peridotite è una roccia che mostra chiaramente la sua natura cristallina
grazie alle dimensioni dei macrocristalli verdi di olivina e di quelli neri dei pirosseni.
Il basalto, invece, appare omogeneo e privo di cristalli o diverse componenti con
colori e forme proprie. L’utilizzo del microscopio (potere risolutivo fino a circa 10-6
m), permette di osservare particolari non visibili a occhio nudo, svelando la struttura
microcristallina di questa roccia.
Passando poi ad un ingrandimento ancora maggiore (SEM, microscopio elettronico a
scansione, con un potere risolutivo nell’ordine dei 10-6 m ma maggiore del
microscopio) si vedono altri particolari non visibili al microscopio, come il margine
frastagliato e poco definito di un cristallo, in realtà fatto da tanti piccoli cristallini di
un altro minerale.
Si invita anche ad immaginare come siano fatti dentro minerali e rocce: ad ogni
minerale corrisponde una struttura geometrica precisa? Come si dispongono atomi e
molecole per formare tali strutture? Alla struttura interna corrisponde una forma
(morfologia o abito cristallino) specifica?
I modelli molecolari e morfologici statici permettono di ottenere una
rappresentazione di questi oggetti dimostrando come la struttura interna di un
minerale e il suo aspetto morfologico siano strettamente correlati.
Come tutti i modelli, sono però interpretazioni parziali non potendo rappresentare
contemporaneamente tutti gli aspetti del fenomeno/oggetto. Nel caso delle strutture
molecolari statiche dei solidi cristallini viene trascurato il movimento continuo degli
atomi e invece viene “materializzato” il legame tra atomi e molecole attraverso
l’utilizzo di un bastoncino.
Infine vengono mostrati due grandi campioni di salgemma, minerale evaporitico
(cioè che si forma a partire da una soluzione acquosa, per evaporazione dell’acqua e
precipitazione del soluto) che tutti utilizziamo quotidianamente a tavola e si invita
Su e giù per le scale dimensionali
ad osservare allo stereomicroscopio la sua cristallizzazione a partire da una goccia di
soluzione posta su vetrino. Grazie al calore della lampadina in breve tempo la goccia
cristallizza completamente formando perfetti cristallini cubici di NaCl. Si invita a
immaginare come si formano, come si dispongono gli atomi di sodio e di cloro per
formare dei cubi perfetti, come incidono le variabili di temperatura, tempo e spazio
nella formazione dei cristalli. Si offre al pubblico inoltre la possibilità di ripetere
l’esperienza con una soluzione di solfato di rame e osservare le differenze nel
processo e nei risultati.
