lunedì 6 febbraio 2012

La tela del ragno. Perché è così resistente?

Sappiamo bene che la tela di un ragno è straordinariamente resistente. Ci chiediamo come fa un filo così sottile ad essere così robusto. Alcuni scienziati hanno studiato la struttura delle ragnatele e hanno capito, da un punto di vista matematico, perché la tela del ragno possiede tali caratteristiche di incredibile resistenza. In questo modo sarà possibile sfruttare la conoscenze acquisite per ottenere dei materiali che presentano lo stesso tipo di caratteristiche.

Nel seguente filmato possiamo vedere un servizio di TG Leonardo che ci spiega cosa hanno fatto alcuni ricercatori per comprendere perché la tela del ragno è così resistente.

Buona visione a tutti.


domenica 5 febbraio 2012

I fluidi non newtoniani (video)

Cosa sono i fluidi non newtoniani? Lo chiediamo al professore Davide Cassi, docente di Fisica della Materia presso l’Università di Parma. Ci mostra alcune proprietà molto interessanti di quelli che vengono chiamati fluidi non newtoniani.

Questo tipo di fluidi hanno la proprietà di avere una notevole consistenza se colpiti con violenza, come se fossero dei solidi, ma se vengono toccati delicatamente conservano una consistenza liquida. Le applicazioni pratiche di questi materiali sono molto interessanti perché possono trovare impiego in tutti quei casi in cui serve un assorbimento degli urti.

Perché si chiamano “non newtoniani”? Perché il loro comportamento dipende dall’intensità della forza applicata, più la forza è intensa e più reagiscono come se fossero solidi.

Un esempio di fluido non newtoniano molto semplice da realizzare anche a casa è quello ottenuto con una combinazione di acqua e amido di mais. Nel filmato si mostrano alcune applicazioni dei fluidi non newtoniani. Guardate almeno fino al minuto 6:18, in cui si può vedere come è possibile camminare sulla superficie liquida di un fluido non newtoniano senza sprofondare, purché il passo sia abbastanza rapido. Se si cammina lentamente si sprofonda rapidamente.

Buona visione del video.


sabato 4 febbraio 2012

Italia al gelo. Quali sono le cause?

Per molti è sufficiente affacciarsi dalla finestra per vedere la neve, qualcun altro (come me che abito in Sicilia) resta stupito dalle immagini televisive e sul web del gelo che in queste ore attanaglia l’intero centro-Italia. Ma quali sono le cause di tutto questo freddo? E’ davvero un evento così raro come si crede?

In realtà è l’intera Europa dell’Est ad essere colpita da freddo intenso e nevicate che creano grossi problemi ai trasporti. Questo perché queste zone geografiche sono direttamente influenzate dalle correnti fredde provenienti dalla Siberia. Tali correnti fredde possono giungere fino a lambire la nostra Penisola. Questo fenomeno non è realmente rarissimo, perché è già successo nel 1956 e nel 1985, ma con fenomeni molto più intensi di quelli che stiamo vivendo adesso.

Per molti il freddo di questi giorni sarebbe una palese confutazione dell’evidenza osservativa del famoso riscaldamento globale. Anzi, si sente qualcuno che afferma che ci stiamo avvicinando ad una nuova era glaciale. In realtà il riscaldamento globale esiste davvero e ormai è stato misurato in maniera sicura. Il freddo occasionale che può capitare in alcuni periodi dell’inverno è solo una normale fluttuazione di un trend di temperature che invece è costantemente in salita in tutto il mondo. Il riscaldamento globale da cosa è causato? Ci sono molte ipotesi per spiegarlo, come l’influenza dell’attività solare o anche dei raggi cosmici. L’ipotesi più logica e più ragionevole è che il riscaldamento globale è causato dall’uomo con le sue attività inquinanti e di distruzione delle foreste.

L’uomo ha creato ampie variazioni climatiche sin dalla preistoria in regioni geografiche più o meno vaste, con azioni di disboscamento e di sfruttamento delle risorse agricole. Con l’industrializzazione per la prima volta si sta creando un cambiamento climatico in tutto il mondo. Se il risultato di tale cambiamento climatico avrà gli stessi esiti di quelli, seppur locali, del passato, non è il caso di restare con le mani in mano… Bisogna impegnarsi in tutti i modi per diminuire le emissioni inquinanti, il disboscamento di vaste aree della Terra, la desertificazione dovuta ad errato sfruttamento agricolo.

Nel frattempo guardiamoci questo servizio, a cura di Tg Leonardo, dedicato alle cause del gelo che in questo momento attanaglia la nostra Penisola. Buona visione a tutti.


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venerdì 3 febbraio 2012

Quanto è alto il K2?

Il K2 è la vetta più alta (8616 metri) della catena montuosa del Karakorum al confine tra il Kashmir pakistano e la Cina. Il K2, dopo l’Everest, è il monte più elevato della Terra e domina da nord il ghiacciaio del Baltoro, in una regione impervia in cui è difficile addentrarsi.

Agli inizi del Novecento partirono le prime spedizioni intenzionate a scalare il K2. Nel 1909 il gruppo guidato dal Duca degli Abruzzi riuscì a risalire lo sperone a sudest, che prese così il nome di Sperone Abruzzi; da allora si susseguirono diversi tentativi, fra cui le tre spedizioni americane fra il 1938 e il 1953, che non riuscirono però a portare a termine l’impresa.

Solo il 31 luglio 1954 la spedizione italiana organizzata dal CAI (Club Alpino Italiano) e guidata da Ardito Desio, riuscì nell’intento; Achille Compagnoni e Lino Lacedelli riuscirono a conquistare la vetta del K2 percorrendo gli ultimi tratti senza l’aiuto dei respiratori a ossigeno.

Per indicare il K2 si utilizza spesso anche il nome Godwin Austen, in onore dell’esploratore inglese che per primo riuscì a misurarne l’altezza.

Nella seguente playlist di YouTube possiamo vedere un documentario che racconta la conquista italiana del K2. Buona visione a tutti.


giovedì 2 febbraio 2012

Posto fisso, che monotonia! Tutti contro Monti.

Di solito non scrivo molti post di politica, ma dopo l’affermazione del Presidente del Consiglio Monti (ha detto che il posto fisso è monotono) anche io ho deciso di buttare giù due righe. Come al solito, però, quando faccio qualcosa del genere, la mia opinione è un po’ controcorrente.

Comincio col dire che Monti ha perfettamente ragione. Il posto fisso è qualcosa di realmente obsoleto nel nostro mondo di internet e dalla tecnologia in continua evoluzione. I tempi cambiano e ormai le rivoluzioni si susseguono in periodi molto più brevi di una vita umana. E’ davvero molto difficile fare sempre lo stesso lavoro per 40 e più anni di seguito. Anche in Italia ci dovremo adeguare a questo nuovo modo di vivere la società.

La cosa che fa storcere il naso ai più è che in Italia trovare uno straccio di lavoro è davvero difficile, se non impossibile. Solo quelli che hanno “amicizie” lo trovano subito e senza sforzo, gli altri restano a secco per anni e anni.

Se in Italia non ci si rende conto che il lavoro non può essere considerato più un “favore” ma è un “diritto”, la civiltà continuerà ad evolversi senza di noi… quindi non resteremo solo indietro, ma potremmo non restare affatto in piedi.

Un’altra critica che è stata mossa a Monti dopo questa affermazione suona così: “ma se non c’è il posto fisso, le banche non ci concedono il mutuo”. Anche le banche quindi dovranno “calare le corna” e concedere mutui e prestiti a chi non ha il posto fisso, altrimenti non ha senso che il mondo del lavoro si evolva in un certo modo.

Stavolta non siamo noi che dobbiamo svegliarci per assecondare il progresso (io lo farei volentieri), ma sono tutte quelle strutture di contorno che hanno il controllo del lavoro.

Speriamo che si sveglino presto, altrimenti per l’Italia sarà davvero un lungo sonno… In ogni caso Monti ha perfettamente ragione, spero che lo abbia capito anche lui!


Imparare Photoshop (video guida)

Come si può imparare a usare Photoshop? Photoshop, come molti di voi già sapranno, è un potente software di fotoritocco. E’ un software di livello professionale, ma le sue funzioni di base sono facili da usare anche per chi non è un esperto. Quindi imparare ad usarlo non è difficile per nessuno, purché non si pretenda di saper fare cose mirabolanti.

Ovviamente, prima di mettere mano a Photoshop sarebbe il caso di avere almeno letto una guida. Su internet si possono trovare moltissime guide, più o meno semplici. Si possono acquistare anche diversi libri sull’argomento oppure partecipare ad un corso. Io credo che, in ogni caso, la migliore guida è l’esperienza diretta. Si provano, ad una ad una, tutte le funzioni possibili e si vede se si raggiunge il risultato desiderato. In questo modo non si diventa dei veri esperti di Photoshop, ma almeno si possono fare molte cose interessanti, sufficienti per i “tipici” usi di Photoshop.

Un punto di partenza ci deve sempre essere, ma partire bene è importante, perché se si ha una impostazione di lavoro errata, si finisce sempre con il lavorare male e si riescono a fare sempre e solo le solite cose.

Per i meno esperti Photoshop offre anche numerose funzioni automatiche che permettono di portare a termine altrettanti semplici compiti. Un esempio tipico è quando si scannerizza una foto antica, ingiallita e si cerca di “restaurarla”. Photoshop è il software perfetto per fare una cosa del genere. Un altro problema classico che si verifica utilizzando le fotocamere digitali durante riprese dentro casa è quello degli “occhi rossi”. Fotografie, altrimenti riuscitissime, vengono rovinate dal fatto che tutti i soggetti umani nella foto sembrano dei vampiri! Photoshop permette con facilità di correggere il problema con un unico passaggio.

La funzione secondo me più utile che offre Photoshop e la funzione dei “livelli”. Ogni immagine con Photoshop può essere organizzata come se fosse costituita da una sorta di “lucidi” sovrapposti e indipendenti. Possiamo scambiare l’ordine dei livelli e la loro opacità. Se vogliamo fare un lavoro “pulito” possiamo creare un livello per ogni “disegnino” o modifica che facciamo. Poiché i livelli sono indipendenti, se facciamo un errore, la abbiamo fatto solo in quel livello e il resto dell’immagine non viene “rovinata”. Alla fine del lavoro, eventualmente, i livelli si possono unire tra loro. Fare buon uso dei livelli è già un buon inizio per capire la logica di uso di Photoshop.

Nel seguente filmato possiamo vedere come utilizzare le funzioni di Photoshop che ho elencato prima e cioè:

1) contrasto, luminosità e colore automatici (per migliorare foto vecchie e ingiallite);

2) correzione occhi rossi;

3) uso elementare dei livelli.

E’ una breve guida (il video dura solo 16 minuti) molto chiara e vi invito a seguirla con attenzione perché può essere un ottimo punto di partenza per imparare ad usare Photoshop. Buona visione a tutti.


lunedì 30 gennaio 2012

Teorema di Lagrange o del valore medio

Se f(x) è una funzione continua nell’intervallo chiuso [a, b] e derivabile in (a, b), allora esiste almeno un punto c interno ad [a, b] tale che risulti:

Dimostrazione.

A tale scopo, scriviamo la funzione ausiliaria:

g(x) = f(x) + kx

dove k è una costante che determineremo in modo che la funzione g(x) verifichi la terza condizione del teorema di Rolle, cioè:

g(a) = g(b)

ossia:

f(a) + ka = f(b) + kb

da cui:

                (1) 

Ora la g(x), ove si tengano presenti le ipotesi fatte sulla f(x), è continua nell’intervallo chiuso [a, b] e derivabile in (a, b), perché somma di funzioni continue in [a, b] e derivabili in (a, b).

Possiamo perciò applicare alla funzione g(x), nell’intervallo [a, b], il teorema di Rolle. Esiste quindi un punto c interno ad [a, b] per il quale è:

g’(c) = f’(c) + k = 0

cioè:

f’(c) = -k

da cui, tenendo presente il valore di k dato dalla relazione (1), si ottiene:

 

Geometricamente il teorema di Lagrange si interpreta dicendo:

Se un arco di curva continua è dotato di tangente in ogni suo punto, esclusi al più gli estremi, esiste almeno un punto interno all’arco nel quale la tangente è parallela alla corda che congiunge i punti estremi dell’arco.

Nell’immagine sotto possiamo vedere quanto enunciato:

Infatti la tangente nel punto c (in viola) è parallela alla corda ab (in verde) che congiunge gli estremi dell’arco di curva (in rosso).

La dimostrazione del teorema fu data da Lagrange nel 1801, che lo considerava tuttavia un corollario della formula di Taylor. La deduzione del teorema di Rolle sembra sia stata fatta per primo da Bonnet (intorno al 1850).


domenica 29 gennaio 2012

La rifrazione

La rifrazione. La direzione di propagazione di un’onda in un mezzo tridimensionale può variare essenzialmente in tre modi diversi: per riflessione, per rifrazione e per diffrazione. Quando un’onda raggiunge la superficie di separazione tra due mezzi, in generale una parte viene riflessa a ritorna nel primo mezzo, l’altra si trasmette nel secondo, e si può dimostrare che, se l’angolo di incidenza è diverso la 90°, la velocità di propagazione dell’onda riflessa non varia ma la componente normale alla superficie di separazione di tale velocità inverte la sua direzione.

La direzione di propagazione dell’onda trasmessa inoltre generalmente è diversa da quella dell’onda incidente.

In questo filmato possiamo vedere in maniera molto chiara, con esempi pratici, quanto detto finora. In particolare si mostra il comportamento della luce quando passa dall’aria al vetro e dall’aria all’acqua (e viceversa). Il classico esempio che viene quasi sempre citato è quello del bastoncino immerso nell’acqua che appare “deviato”. Viene mostrato anche il fenomeno della riflessione totale interna che permette alla luce di viaggiare attraverso un percorso incurvato e che è il principio su cui si basano le fibre ottiche, che sono molto importanti per le telecomunicazioni. Vedrete anche come un raggio laser può percorrere un flusso d’acqua, un fenomeno tanto spettacolare quanto curioso.

Il filmato sulla rifrazione che vi presento è stato realizzato a cura di Rai Edu1. Buona visione a tutti.


Immagini telescopio spaziale: le 100 più belle

Da più di 20 anni il telescopio spaziale Hubble ci manda immagini del cosmo davvero ineguagliabili. Nonostante non sia uno strumento di enormi dimensioni, Hubble riesce ad ottenere straordinari risultati perché può osservare gli oggetti astronomici dallo spazio, senza il disturbo dell’atmosfera terrestre. Infatti la nostra atmosfera, anche se è un “rifugio” straordinario per le creature viventi e che ci separa nettamente dall’ambiente sterile dello spazio, è però un notevole ostacolo per le osservazioni astronomiche. Prima di mostrarvi le 100 immagini astronomiche più belle del telescopio spaziale Hubble, vediamo brevemente perché l’atmosfera ci limita tanto nell’astronomia.

telescopio spaziale Hubble

Il disturbo è dovuto essenzialmente a 3 motivi.

1) L’atmosfera assorbe una parte delle radiazioni provenienti dallo spazio. Anche nelle lunghezze d’onda visibili c’è un certo assorbimento. Questo fa sì che gli oggetti celesti ci appaiono meno luminosi rispetto a come ci apparirebbero dallo spazio. Specialmente nell’ultravioletto. Nello spazio invece nessun tipo di radiazione viene assorbita.

2) La turbolenza atmosferica. Per gli astronomi il moto turbolento degli strati di aria è una vera dannazione. Le immagini risultano confuse e perdono la maggior parte dei dettagli più interessanti. Anche se negli ultimi anni, grazie ai computer, è possibile correggere con dei complicati algoritmi le immagini disturbate dalla turbolenza, non è possibile eliminare mai del tutto questo disturbo. Anche in questo caso, nello spazio, non essendoci atmosfera, non c’è nemmeno la turbolenza. Le immagini delle stelle risultano ferme e puntiformi e il loro diametro è limitato solo dalle leggi dell’ottica. Tutto ciò si traduce nel fatto che qualsiasi oggetto astronomico venga ripreso, avrà una quantità di dettagli che nessun telescopio da terra (per quanto potente) potrà percepire.

(L’animazione mostra l’immagine di una stella al telescopio “massacrata” dalla turbolenza atmosferica)

 

3) L’inquinamento luminoso. Ecco un altro motivo di grande disturbo per l’astronomia osservativa. Gli osservatori si costruiscono in alta montagna, nei deserti e comunque sempre molto lontano dalle città, per sfuggire alla luce prodotta dalla civiltà. Ormai l’inquinamento luminoso è un problema così grave che dalle grandi città si riescono a vedere, a malapena, solo la Luna, alcuni pianeti e le stelle più luminose. L’illuminazione pubblica delle città è cresciuta in maniera spesso “selvaggia” e con lampade che disperdono la luce verso l’alto. L’inquinamento luminoso non è dovuto in realtà alla presenza dell’illuminazione, ma sempre all’atmosfera. I gas e le polveri atmosferiche infatti riflettono e diffondono la luce e rendono il cielo “lattiginoso”. Gli oggetti astronomici più deboli si perdono in questa luminosità di fondo. Nello spazio questo problema è del tutto assente. Il fondo-cielo è perfettamente buio e spiccano anche gli oggetti più deboli.

(Un “oceano di luci cittadine” nella pianura veneta. L’inquinamento luminoso ha costretto gli astronomi a costruire gli osservatori sempre più lontani dalle città, in luoghi di montagna o desertici).

 

Non dobbiamo dimenticare un altro vantaggio dell’osservazione nello spazio: non ci sono mai serate nuvolose! Il tempo di osservazione è massimo.

E adesso, dopo avervi spiegato per quali motivi il telescopio spaziale Hubble è così potente, vi lascio guardare questo filmato che mostra le 100 immagini più belle che ha ripreso in più di 20 anni di onorato servizio. Sono immagini davvero straordinarie che hanno segnato la storia della moderna astronomia.

Buona visione a tutti.


giovedì 26 gennaio 2012

La teoria più bella

Quale potrebbe essere la teoria scientifica più bella? Naturalmente il concetto di “bellezza” di solito è associato all’arte o al massimo alla natura, ma sono moltissimi gli scienziati che estendono questo concetto anche alla scienza. Personalmente molte teorie scientifiche “ereditano” la loro bellezza concettuale dagli stessi fenomeni che descrivono. Ad esempio, secondo me, la teoria della Relatività Generale eredita la sua bellezza dal fatto che descrive la forza di gravità nel cosmo e quindi riflette la bellezza e la simmetria stessa dell’Universo.

Archimede

Archimede si entusiasmò quando riuscì a descrivere il suo famoso “Principio di Archimede” (il famoso “eureka”: ho trovato!).

Quale sia la teoria più elegante è convincente è la domanda rivolta a centinaia di scienziati dal sito di scienza e filosofia Edge. Molti hanno menzionato idee e principi consolidati, ma anche quelli ancora da dimostrare. Se ne desume che spesso i ricercatori sono molto influenzati da teorie “belle” ed “eleganti”. Tra le idee più affascinanti, il cosmologo Martin Rees dell’Università di Cambridge, menziona il soggetto che il cosmo è solo una piccola parte del frutto del Big Bang e che diverse forme di Fisica sarebbero valide in differenti universi.

La teoria della selezione naturale di Charles Darwin è tra quelle più seduttive tra i 200 studiosi intervistati. L’evoluzionista Richard Dawkins ha affermato che poche altre teorie hanno spiegato così tanti fatti.

Ovviamente anche la Teoria della Relatività di Einstein sta nell’olimpo delle idee favorite. Essa infatti spiega i buchi neri, la gravità, la curvatura dello spazio-tempo. Inoltre offre anche la possibilità di descrivere l’origine (Big Bang) e l’espansione dell’Universo.

Una delle idee scientifiche più seducenti risulta essere quella del riflesso condizionato, che impressionò il fisiologo russo Ivan Pavlov. Uno stimolo acustico, ad esempio, può suscitare reazioni automatiche in molti esseri viventi. Un effetto pavloviano non secondario può essere può essere anche l’effetto placebo. Un analgesico può fare effetto subito dopo l’assunzione, prima che i suoi principi attivi diventino realmente operanti.

In questo filmato, tratto da Tg Leonardo, possiamo vedere un servizio che riguarda la teoria scientifica più bella secondo un sondaggio fatto tra centinaia di scienziati.

Buona visione a tutti.


Eutrofizzazione

L’eutrofizzazione consiste in uno sviluppo eccessivo della vegetazione (in particolare alghe) e del fitoplancton in ambienti acquatici. L’eutrofizzazione è dovuta all’aumento nell’acqua di composti organici (soprattutto i fosfati), che fertilizzano le piante e le fanno crescere a dismisura. Le sostanze responsabili dell’eutrofizzazione derivano dall’immissione degli scarichi agricoli, industriali e delle fogne nei fiumi, nei laghi e nei mari chiusi.

L’eutrofizzazione sconvolge gli equilibri dell’ecosistema e può avere conseguenze molto gravi. Infatti, quando le piante acquatiche si sviluppano eccessivamente, cambia la distribuzione dell’ossigeno, meno presente nelle acque più profonde. Inoltre, aumentano i batteri e, con il passare del tempo, la vegetazione troppo sviluppata può imputridirsi e liberare sostanze tossiche. Infine le alghe possono depositarsi sulle branchie dei pesci, ostacolandone la respirazione.

eutrofizzazione

Nell’immagine possiamo vedere un esempio di come appare l’eutrofizzazione di alghe in un bacino idrico con scarso ricambio delle acque. Il problema dell’eutrofizzazione assume periodicamente consistenza gravissima: la sovrappopolazione di alghe, come detto prima, impedisce ai pesci di respirare.

Il termine "eutrofizzazione" viene dal greco eutrophia (eu = buona, trophòs = nutrimento) e in origine indicava, in accordo con la sua etimologia, una condizione di ricchezza in sostanze nutritive (nitrati e fosfati). Ovviamente adesso indica una condizione “patologica” di sovrabbondanza di sostanze nutritive nelle acque.

Tra i maggiori responsabili dell’eutrofizzazione vi sono i detergenti che contengono fosfati; tali composti vengono aggiunti per diminuire la durezza delle acque urbane che, per la presenza di ioni Ca++, rendono il detersivo meno efficiente. In Italia, per legge, la percentuale di composti di fosforo contenuti nei detersivi non può superare il 6,5%.

In realtà bisogna mettere in evidenza che l’eutrofizzazione è un fenomeno abbastanza recente, compare in forma molto intensa nell’Adriatico Nord - occidentale nella seconda metà degli anni sessanta e si manifesta in numerosi altri mari nel mondo (ad esempio: Chesapeake Bay - USA, Mare del Nord e Mar Baltico, Baia di Tokio, ed altre aree). La condizione che accomuna questi casi è legata da un lato alla forte antropizzazione del territorio conseguente ad un rilevante sviluppo economico e sociale, dall’altro al fatto che i bacini idrografici che attraversano queste aree scaricano le loro acque in mari semichiusi. In sostanza è un fenomeno totalmente attribuibile alla pesante presenza dell’uomo sul territorio.


Space X Starship: il nuovo tentativo di lancio del 18 novembre 2023.

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