Max Planck e la meccanica quantistica

 

La meccanica quantistica è una delle teorie scientifiche più rivoluzionarie, controintuitive e discusse che siano mai state formulate. Nonostante le teorie di questo genere siano spesso sfruttate da molti per portare avanti le loro ipotesi strampalate e pseudoscientifiche (come la telepatia o la preveggenza o altre strane idee new age), per fortuna a volte su internet si trovano dei documentari che spiegano molto bene le conoscenze scientifiche senza creare stupida disinformazione, rispettando in questo modo lo sforzo degli studiosi e soprattutto rispettando il pubblico a cui sono dedicati.

E’ il caso di questo filmato della durata di 9 minuti, dedicato a Max Planck e alla meccanica quantistica. Curato dalla Mediateca Digitale Italiana, il documentario ci mostra il significato sperimentale della meccanica quantistica e di come questa meravigliosa teoria si sia sviluppata dalle idee di Max Planck.

Buona visione.

Max Planck e la meccanica quantistica

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La potenza in Fisica

 

La potenza in Fisica si può definire come il rapporto tra il lavoro compiuto da una forza e l’intervallo di tempo impiegato a compiere tale lavoro. In formula si avrà quindi:

dove L è il lavoro e Δt è l’intervallo di tempo. Se passiamo al calcolo infinitesimale possiamo esprimere la potenza come la derivata del lavoro rispetto al tempo, quindi:

 

Essendo il rapporto tra un lavoro e un tempo, l’unità di misura della potenza (nel Sistema Internazionale di unità di misura) si può esprimere come:

Il Watt [W] è quindi uguale al lavoro di 1 Joule [J] in 1 secondo [s]. Per quanto riguarda il Watt si fa largo uso di multipli e sottomultipli, come il kiloWatt [kW = 10³ Watt], il MegaWatt [MW = 10⁶ Watt], il GigaWatt [GW = 10⁹ Watt], il milliWatt [mW = 10^-3 Watt]. Un’altra unità di misura molto utilizzata è il Cavallo Vapore (CV, HP in inglese, da horse power). Approssimativamente 1 CV = 735 Watt.

La potenza degli autoveicoli si misura di solito in CV, cioè Cavalli Vapore.

La potenza è esprimibile anche in funzione della velocità. Se consideriamo che dL = Fds (dalla definizione di lavoro di una forza), possiamo infatti scrivere:

Dove ds/dt è la definizione di velocità. Quindi la potenza si può esprimere anche come il prodotto della forza per la velocità.

Qual è il significato fisico della potenza? Possiamo fare un esempio pratico. Un uomo che deve portare una valigia dal piano terreno al quinto piano può prenderla in mano e portarla lentamente su per le scale. Oppure può metterla nell’ascensore che rapidamente la porterà a destinazione. In entrambi i casi il lavoro compiuto (dall’uomo o dal motore dell’ascensore) rimane lo stesso. Esso è dato dal prodotto del peso della valigia per l’altezza a cui si trova il quinto piano. Se, per esempio, la valigia ha massa pari a 10 kg e il quinto piano si trova a 20 m dal suolo, l’uomo e l’ascensore compiono un lavoro:

dove g è l’accelerazione di gravità e m è la massa della valigia.

Per quanto i lavori fatti dall’uomo e dall’ascensore siano gli stessi, tra i due modi di compiere lavoro c’è una differenza sostanziale. L’uomo che sale le scale lo compie lentamente, mentre l’ascensore lo compie rapidamente. In altri termini, il motore dell’ascensore è più potente dell’uomo. Quindi per esprimere quanto è potente un uomo o un motore è necessario conoscere il tempo che ognuno di essi impiega per compiere un dato lavoro. Da qui si arriva subito alla definizione data in precedenza.

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Sono stato all’IKEA di Catania

 

Alcuni giorni fa, era esattamente un giovedì, sono stato per la prima volta all’IKEA di Catania. Dopo l’apertura, avvenuta il 9 marzo 2011, ancora non avevo avuto la possibilità di recarmi in questo nuovo grande negozio emblema della “svedesità” importata in tutto il mondo

Dopo avere dedicato già alcuni articoli (e non tutti positivi) riguardo all’IKEA di Catania, non potevo non andare a fare un sopralluogo personalmente. Così insieme a mia moglie, a bordo della mia fidatissima utilitaria, partendo da casa arriviamo all’IKEA dopo un rapido (ma non troppo) percorso in tangenziale durato poco meno di mezz’ora.

Siamo arrivati verso le 9:30 ed ho scoperto che il negozio vero e proprio apre alle 10:00. Colpa mia, lo sapevo, ma l’avevo dimenticato e prima di partire non avevo controllato l’orario di apertura da questo stesso blog o dal sito ufficiale dell’IKEA.

Poco male, trovo il grande parcheggio (con pensiline dotate di pannelli solari) quasi vuoto e così ci avviamo all’ingresso. Una voce avverte che al bar verranno offerti biscotti tipici “svedesi”, caffè e succhi di frutta. Il tutto gratis, ovviamente

Dopo avere fatto incetta di biscotti (davvero buoni), attendiamo per qualche minuto l’apertura. Non c’è una folla fastidiosa e abbiamo il tempo di prendere il carrellino e una grande busta gialla per contenere tutto ciò che si vuole acquistare. La prima cosa che abbiamo notato, io e mia moglie, è il tipo di clientela. Sembravano tutte persone di cultura medio-alta e mai troppo giovani. Ovviamente questo nostro giudizio è del tutto soggettivo ed è basato solo sull’aspetto esteriore delle persone che si vedevano girare per il negozio, quindi va preso come “pura impressione”.

Dopo avere fatto un largo (e lungo) giro tra gli immensi locali ed avere visto un po’ di tutto (e dopo avere stampato la carta IKEA family direttamente da una stampante apposita) si sente ancora una voce che avverte che, essendo giovedì, tutto ciò che viene ordinato al ristorante verrà scalato dal conto finale se si supera una spesa di 50 euro. Quale migliore occasione! La cassettiera che abbiamo scelto io e mia moglie ha un prezzo di 80 euro. In pratica possiamo mangiare gratis . Nessuno può resistere ad un’occasione simile.

Quindi ci rechiamo al ristorante e al self service scegliamo qualcosa che ci piace. Si mangia bene, anche se ovviamente non è un ristorante di lusso. Diciamo che è come trovarsi in un ottimo autogrill di dimensioni colossali e con qualche specialità svedese.

Dopo avere mangiato torniamo ai nostri acquisti e stanchi della lunga camminata andiamo al self service per prelevare la cassettiera che avevano scelto. Tutte le scatole che contengono i kit di montaggio dei mobili si trovano sistemate su enormi scaffali numerati e sono i clienti stessi che le prelevano con i carrelli. Ovviamente se si tratta di mobili piccoli, per quelli grandi si deve chiamare il personale.

A questo punto le casse ci aspettano per pagare il conto e dopo questa lunga mattinata ce ne torniamo a casa. Ma appena arrivati a casa c’è l’ultimo scoglio da superare: il MONTAGGIO!

Devo dire che non è stato difficile, in due ci abbiamo messo circa un’oretta per montare una cassettiera con quattro cassetti. Qualcuno ci avrebbe molto messo molto meno, ma noi siamo lenti

La qualità del mobile non è straordinaria (per niente migliore di altri prodotti di aziende come Conforama, ad esempio), ma il design è davvero notevole. Qualità sufficiente, ma estetica ottima.

In definitiva ci è sembrata un’esperienza soddisfacente che consiglio di fare a chi non c’è ancora andato. Soprattutto in questo periodo in cui non c’è più la folla stratosferica dei giorni dell’inaugurazione.

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Rispondere per le rime

Rispondere per le rime significa rispondere senza ammettere nulla dell'accusa, "rendendo la pariglia", adducendo altrettante e più valide ragioni. Dall'uso dei poeti di un tempo che, nelle tenzoni in versi, componevano il sonetto di risposta conservando le stesse rime della proposta. Vedi ad esempio i sonetti dei mesi di Folgóre da San Giminiano cui rispose Cenne de la Chitarra.

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La Pasqua a casa di Topolino

 

Pasqua 2011 ormai è vicina e c’è “odore di vacanze”. Anche se non sono vacanze molto lunghe, è molto importante rilassarsi e divertirsi. La nostra società è molto stressante e “staccare la spina” dalle preoccupazioni è diventata un’esigenza più che un capriccio. Sia che si viva la Pasqua dal punto di vista religioso, sia che questo aspetto per noi non sia quello principale, dimentichiamo un po’ il lavoro e il grigiore della vita per tornare un attimo ai ricordi più belli dell’infanzia.

Per alleggerire lo spirito ci vuole qualcosa che alleggerisca il pensiero. Cosa c’è di meglio di una scena musicale di un cartone animato di Walt Disney?

E allora cominciamo con questo filmato

Buona visione.

La Pasqua a casa di Topolino.

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La nascita di un gruppo di macchie solari

 

Avete mai visto come nasce e si sviluppa un gruppo di macchie solari? In questo stupendo filmato è stata ripresa la nascita e l’evoluzione di un gruppo di macchie solari. Le macchie solari sono delle zone della fotosfera solare con una temperatura leggermente più bassa rispetto a tutto il resto della fotosfera. Le macchie appaiono nere solo per contrasto e non perché sono realmente di colore nero, in realtà hanno solo una temperatura (5000 gradi Kelvin contro i 6000 del resto della fotosfera) e una luminosità superficiale leggermente più bassa rispetto alle zone limitrofe. La parte più scura della macchia si chiama “ombra” e la parte meno scura si chiama “penombra”. Le macchie solari sono associate con intense linee del campo magnetico solare e la loro origine è ancora oggetto di intensi studi.

Il filmato che vi presento è stato realizzato grazie al satellite della NASA SDO (Solar Dynamics Observatory). Mostra la nascita e la successiva evoluzione di un grande gruppo di macchie solari a partire dal 7 febbraio 2011 fino al 20 febbraio, quando le macchie “tramontano” sul bordo solare. Il periodo di quasi due settimane corrisponde alla metà del periodo di rotazione solare.

Possiamo vedere le macchie solari comparire, ingrandirsi, ruotare, deformarsi in modi complessi, sotto l’azione di complicate linee di flusso del campo magnetico solare. Si tratta di un filmato davvero molto interessante.

Buona visione di questo straordinario spettacolo

Nascita di un gruppo di macchie solari

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Indicatore di pH realizzato con un cavolo viola

 

In questo breve filmato viene spiegata la preparazione di un colorante indicatore, che cambia colore a seconda del pH della soluzione in cui si trova, partendo da un semplice cavolo viola.

Per realizzare questo indicatore di pH bisogna fare a pezzi le foglie del cavolo e mettere questi pezzi in un mortaio. Nel mortaio si triturino le foglie aggiungendo dell’alcool. La mistura così ottenuta va filtrata. In seguito il liquido così ottenuto va distribuito in 5 provette con un po’ di acqua distillata.

Aggiungendo in una delle provette un po’ di acido citrico (che è un acido debole) e in un’altra provetta un po’ di acido solforico (che è un acido forte), si osserva subito un cambiamento di colore del liquido.

Allo stesso modo, aggiungendo in un’altra provetta un po’ di bicarbonato di sodio (che è una base debole) e nell’ultima provetta un po’ di idrossido di sodio (che è una base forte), si osserverà di nuovo un cambiamento di colore del liquido.

Per vedere esattamente come ottenere questo indicatore di pH basta guardare il filmato presentato e ripetere le stesse azioni.

Fare sempre molta attenzione quando si maneggiano acidi e basi perché possono essere composti chimici pericolosi per la salute!

Buona visione del video.

Indicatore di pH

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Come costruire un robot spazzolino!

 

Costruire un robot è un’impresa esclusiva di grandi centri di ricerca, di grandi industrie o degli “scienziati pazzi” dei film di fantascienza? Niente affatto! Costruire un piccolo robot non è una cosa così difficile, come possiamo vedere in questo breve filmato, purché siamo disposti ad accontentarci di qualcosa di molto “modesto”.

Basta il vibratore di un cellulare vecchio, una pila e la testa di uno spazzolino. Ovviamente in questo modo non otterremo una “intelligenza artificiale”, ma un simpatico robot (o quasi) che è in grado di scorrazzare in qualsiasi superficie liscia con dei bordi che siano in grado di farlo rimbalzare per tornare indietro. Niente di speciale, quindi, ma è una cosa abbastanza divertente, quindi se si ha un po’ di tempo da perdere e si possiede un vecchio cellulare che non si usa più, perché non provare?

Per estrarre il vibratore del cellulare occorre estrarre la batteria e poi smontare la struttura che protegge i vari chip, possibilmente forzandola con un cacciavite. Tra i vari chip ci sarà anche il dispositivo per la vibrazione del cellulare. In questa operazione, oltre a cercare di non farsi male, occorre stare attenti a non spezzare i contatti in rame del dispositivo, perché saranno quelli che devono fare contatto con la pila.

Adesso vi lascio al filmato su come costruire un robot spazzolino.

Buona visione.

Come costruire un robot spazzolino

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Conversione tra gradi e radianti e viceversa

 

La misura dell’ampiezza di un arco di circonferenza si può trovare in diversi modi, secondo l’unità di misura che si sceglie. Se per unità di misura si prende la 360^ma parte della circonferenza, che si dice grado, si ha la misura dell’arco nel sistema sessagesimale. In questo sistema, il grado si divide in 60 primi e il primo in 60 secondi ed eventualmente il secondo si divide in decimi, centesimi, ecc. di secondo.

Un altro modo di misurare gli archi è quello di assumere come unità di misura il radiante, che si definisce come l’arco che, rettificato, è congruente al raggio della circonferenza alla quale l’arco appartiene.

Ciò equivale ad assumere come unità lineare il raggio, quindi la misura ρ in radianti di un arco di lunghezza l in una circonferenza di raggio r è

Se α è l’ampiezza in gradi dell’arco di lunghezza, dalla proporzione:

dividendo i termini del primo rapporto per r, si ottiene:

da cui si ricavano le due formule:

e

che permettono di passare dall’ampiezza di un arco misurata in gradi sessagesimali alla corrispondente misura in radianti e viceversa.

La misura in radianti di un arco è indipendente dal raggio della circonferenza alla quale appartiene.

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Auto solare. Un modello giocattolo davvero interessante.

 

Le auto solari “vere” sono un realtà già da molti anni, anche se stentano ad emergere a livello commerciale. In questo filmato invece possiamo vedere un interessante modellino di auto solare con delle caratteristiche peculiari. Come prima cosa riesce a funzionare anche senza la luce solare diretta e poi possiede un pannello solare formato da 1794 piccole celle solari di forma sferica. Osservandolo nel filmato mi sembra davvero un bel giocattolo, anche per grandi! :-)

Se non è facile avere un’auto solare, almeno accontentiamoci di un modellino! ;-) A parte lo scherzo, questo tipo di modellismo può essere un buon terreno di preparazione culturale per lanciare davvero sul mercato, con successo, le automobili ad energia solare. Non saranno (ancora) potenti o belle come quelle a benzina, ma rappresentano un vero progresso nel campo dei trasporti. Spero che siano sempre più numerosi coloro che considerano “cool” possedere un’automobile ad energia solare, in modo che le industrie possano produrle sapendo di ottenere un vasto successo di vendite.

Per adesso, dopo questo augurio per il futuro, vi lascio al filmato del modellino di auto solare.

Buona visione.

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Com’è nata la Terra. Racconto che dura meno di tre minuti.

 

La Terra è nata più di 4 miliardi di anni fa dal materiale gassoso e roccioso che orbitava attorno al nostro allora giovane Sole. La nascita della Terra è quindi una storia lunga e riuscire a raccontarla in poco tempo è una sfida non da poco.

Tuttavia non è il caso di arrendersi e qualcuno ci ha provato, come l’autore di questo video che ho trovato su YouTube, che la storia della nascita della Terra ce la racconta addirittura in meno di tre minuti. Facendo uso di poche immagini, ma significative, e delle teorie più “in voga” nel mondo scientifico, riesce perfettamente nell’intento. Ovviamente l’origine della Terra è ancora un argomento piuttosto “scottante” a causa del fatto che non tutte le ipotesi sono certe e molti fatti sono ancora difficili da spiegare.

Adesso vi lascio al breve, ma suggestivo, filmato che ho trovato (vi posso segnalare solo il link, in quanto l’incorporamento è stato disattivato su richiesta dell’utente).

Buona visione.

http://youtu.be/CTZLSwYkJz4

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