Equazioni di Maxwell, derivazione di base (video lezione)

Come si possono ricavare in maniera semplice le equazioni di Maxwell? In questo filmato possiamo vedere una interessante video lezione dedicata alle equazioni di Maxwell.

Queste equazioni sono molto importanti perché sono quelle che descrivono in maniera completa i campi elettromagnetici e le onde elettromagnetiche. Una delle cose più interessanti è che grazie a queste equazioni, Maxwell riuscì a calcolare la velocità di propagazione di un'onda elettromagnetica e scoprì che questa velocità era esattamente la stessa che già alla sua epoca era stata misurata come velocità della luce.

Un successo straordinario? Lo fu davvero e ancora oggi possiamo dire che le equazioni di Maxwell hanno proiettato l'umanità verso la fisica moderna.

Nel filmato (in inglese) possiamo vedere la spiegazione di una derivazione di base delle equazioni di Maxwell.

Buona visione a tutti (è disponibile solo il link perché l'incorporamento è stato disattivato dall'utente).

http://www.youtube.com/watch?v=AWI70HXrbG0&feature=share

Estas Tonne - The Song of the Golden Dragon (video)

Sono sempre stato un appassionato di musica anni '70. Significa che sono cresciuto a colpi di Pink Floyd, Genesis, Jethro Tull, Led Zeppelin, PFM e company. Ciò significa che riesco, almeno credo, ad apprezzare la buona musica. Mi ha impressionato il fatto che non conoscessi un chitarrista come Estas Tonne. Eppure è così: l'ho scoperto solo alcuni giorni fa grazie ad un post su facebook. Sono imperdonabile per tanta ignoranza? Ovviamente sono del tutto imperdonabile! :-)

Ma se qualcuno volesse perdonarmi lo stesso, vi segnalo questo filmato in cui Estas Tonne si esibisce per strada. Si tratta di 9 minuti da pelle d'oca! Provare per credere!

Buona visione a buon ascolto a tutti.

Come funziona una fuel cell (cella a combustibile)

In questo filmato si spiega come funziona una cella a combustibile (fuel cell). Esistono diversi tipi di celle a combustibile, tra queste possiamo annoverare:

- Celle Alcaline (AFC)
- Celle a Ossidi Solidi (SOFC)
- Celle a Carbonati Fusi (MCFC)
- Celle a Elettrolita Polimerico (PEM)
- Celle a Metanolo Diretto (DMFC)
- Celle ad Acido Solforico (PAFC)

Quelle montate nelle autovetture in genere sono celle ad elettrolita polimerico (PEM). Queste celle sono composte da due elettrodi separati da un elettrolita. Gli elettrodi hanno una struttura porosa a base di carbone su cui è disperso un catalizzatore costituito da leghe di platino. L'elettrolita invece è una membrana ad alta conducibilità protonica, capace quindi di fare passare i protoni ma non gli elettroni.

Nel seguente filmato possiamo vedere quali sono le reazioni chimiche che permettono il funzionamento di questo tipo di cella a combustibile.

Buona visione a tutti.

Generatore di idrogeno fai da te (video)

In questo filmato possiamo vedere come costruire in casa un generatore di idrogeno. In primo luogo si vedrà come montare una fuel cell secondo il modello di Brown. Nel filmato viene utilizzato un kit da 11 piastre, ovviamente il montaggio di kit con numero di piastre diverso sarà del tutto analogo. Il montaggio non è affatto difficile e viene illustrato momento per momento nel filmato della durata di poco più di 11 minuti. Alla fine viene verificato anche il funzionamento della fuel cell appena assemblata.

Buona visione a tutti.

La supernova nella galassia M82

Ieri sera (22 gennaio 2014) ho avuto la fortuna di poter fotografare la supernova esplosa nella galassia M82. Dalle mie parti è stata una delle rare serate limpide delle ultime settimane e ne ho approfittato per tentare questa ripresa.

Ecco la foto.

Una versione ad alta risoluzione la potete trovare qui.

Questa supernova è la più vicina che sia esplosa dal 1987 ed è abbastanza luminosa da essere visibile con un grosso binocolo sotto un cielo buio. Dalle analisi preliminari si tratta di una supernova di tipo Ia, cioè una esplosione che si è originata in un sistema binario dove una delle due stelle è una nana bianca, che risucchia materia gassosa dalla compagna. Così facendo la nana bianca accresce la sua massa, fino al punto in cui la sua massa sorpassa il limite permesso per una nana bianca (il cosiddetto limite di Chandrasekhar) e si innesca una reazione nucleare esplosiva. Il fatto che tutte le supernove di tipo Ia abbiano origine da stelle con identica massa (fatto dovuto proprio alla natura del processo spiegato) le rende molto interessanti dal punto di vista astronomico. Infatti, possedendo tutte la stessa luminosità intrinseca, è molto facile, con una semplice misura della luminosità apparente calcolarne la distanza. Sono cioè una delle poche categorie di oggetti che possiamo definire "candele standard".

La supernova è stata scoperta da S.J. Fossey il 21 gennaio 2014. Bel colpo!

Pannelli solari autocostruiti in prova

Per non dimenticare la solita politica di questo blog, in questo post presento un bel filmato che contiene immagini di un sistema di pannelli solari fai da te. Si tratta di un sistema formato da 5 pannelli solari termici da 2 metri quadrati ciascuno e nel filmato vengono effettuate una serie di misure di temperatura allo scopo di determinarne il rendimento. Vedremo verificarsi anche una "eruzione" di vapore con fumata a causa dell'ebollizione dell'acqua.

Buona visione del filmato.

Il livello del mare

Cos'è esattamente il livello del mare? Sembra un concetto piuttosto semplice: si tratta di misurare il livello medio degli oceani ed il gioco è fatto. Ma in tutti i luoghi della Terra in cui non ci sono oceani? Ad esempio, quando diciamo che la cima del monte Everest si trova a 8850 metri sul livello del mare, come facciamo a fare questa misura, dato che il monte Everest si trova a centinaia di chilometri dal mare? Se la Terra fosse piatta, la misura sarebbe piuttosto facile, basterebbe disegnare una linea retta basata sul livello medio degli oceani e il gioco sarebbe fatto. Ma il problema è che la Terra non è piatta.
Se la Terra fosse sferica, il problema sarebbe altrettanto semplice da risolvere, perché basterebbe misurare la distanza media tra il centro della sfera terrestre e la superficie degli oceani.
Ma la Terra non è nemmeno sferica. La forza centrifuga dovuta alla rotazione attorno al suo asse provoca una deformazione della forma della Terra per cui essa ha un diametro equatoriale maggiore del diametro polare. All'equatore è 42 chilometri più larga che ai poli. Ma allora basta considerare che la Terra sia un'ellissoide? Non basta nemmeno questa ipotesi, perché il livello del mare in ogni luogo dipende anche dalla forza di gravità la quale a sua volta dipende dalla densità locale della Terra, che non è uguale in ogni luogo.
Insomma, come finisce questa appassionante storia?
Guardate questo filmato e lo saprete... ;-)
Sono solo tre minuti in inglese con sottotitoli (sempre in inglese, ma molto chiari).

Buona visone a tutti.

Camminare sulle acque? I fluidi non newtoniani.

Camminare sulle acque? Sappiamo bene che non è possibile camminare sulla superficie dell'acqua (a meno che non si sia dotati di qualche potere particolare ;-) ). Però, se si fa ricorso ad un "fluido non newtoniano", possiamo camminarci di sopra senza sprofondare; basta che si cammini abbastanza velocemente. I fluidi non newtoniani hanno la caratteristica di essere quasi solidi se li si colpisce velocemente, ma diventano subito fluidi se li si colpisce a bassa velocità. Questa loro caratteristica deriva dalla loro particolare struttura chimica molecolare.

In questo filmato possiamo vedere una piccola piscina riempita da 8000 litri di un fluido non newtoniano a Kuala Lumpur. Si può camminare, ma anche correre, fare ginnastica e danzare.

Buona visione a tutti.

Perché di notte il cielo è buio?

Perché di notte il cielo è nero? Si sarebbe tentati di pensare che la soluzione sia ovvia: non c'è il Sole! Ma l'unica ragione per cui il cielo appare azzurro di giorno è che la luce del Sole viene diffusa dall'atmosfera; se questa non ci fosse (come sulla Luna), il cielo sarebbe sempre nero, anche quando brilla il Sole. Quindi bisogna riformulare la domanda: perché lo spazio è nero?

Cioè, lo spazio è pieno di stelle, innumerevoli stelle, che splendono tutte almeno quanto splende il Sole, e, in un universo infinito ed eterno, qualunque direzione si scelga, se si guarda abbastanza lontano in quella direzione, vedrai una stella o una galassia. Quindi tutto il cielo dovrebbe essere luminoso come il Sole, giorno e notte!

Dato che questo non avviene, il fatto che di notte il cielo sia nero significa che c'è un punto lontano da noi in cui le stelle e le galassie, semplicemente, finiscono? Un confine tra qualcosa e niente? Esiste quindi un bordo nell'Universo?

Non esattamente. Tutti i dati a nostra disposizione sembrano indicare che lo spazio non ha un bordo, ma l'Universo sì. Non un bordo spaziale, ma un bordo temporale. Infatti l'Universo ha avuto un inizio. 13,7 miliardi di anni fa l'Universo era così minuscolo, denso e caldo che la nozione stessa di spazio-tempo non aveva più alcun senso. Dato che è passato un tempo finito da questo inizio, alcune delle stelle necessarie a riempire il cielo affinché ci sia "luminosità in ogni direzione", sono così distanti che la loro luce non ha ancora avuto il tempo per raggiungerci.

Inoltre, quando osserviamo abbastanza lontano, con i radiotelescopi, arriviamo a vedere anche la luce emessa dal Big Bang, detta radiazione di fondo cosmica. Questa è il "flash" di energia emesso dal Big Bang. Da ciò si deduce che il cielo di notte non è veramente "nero", ma la radiazione delle galassie più distanti e del Big Bang, sono talmente "spostate verso il rosso" dall'espansione cosmica che non cade più nel dominio della luce visibile.

Se i nostri occhi fossero sensibili alle microonde o alle onde radio, il cielo di notte non sarebbe affatto nero.

Tutto ciò che ho scritto (e anche qualcosa in più) lo potete trovare in questo filmato spiegato con bellissime vignette.

Buona visione a tutti.

Gli antichi astronauti sbufalati

Avete mai sentito parlare di Puma Punku, delle linee di Nazca, delle piramidi di Giza costruite dagli alieni, delle lampadine egizie, dei "teschi di cristallo", degli UFO nell'arte antica, della visione di Ezechiele, degli Annunaki e di tante altre cose strane? Sono certo che anche se non siete degli esperti del settore ufologico, tutte queste cose non vi sembreranno del tutto nuove. Ma la cosa più importante non è questa e nemmeno è la cosa più inquietante. La nozione più inquietante è che sono molte, troppe, le persone che cominciano a credere a queste cose in maniera troppo decisa. E non è bene credere in cose che non sono vere. Purtroppo i documentari che vengono trasmessi anche da reti televisive che, in teoria, dovrebbero fare solo divulgazione scientifica, non aiutano a discernere la verità dalla bufala più clamorosa. Per fortuna c'è sempre qualcuno che riesce a divulgare qualcosa di buono.

In questo lungo filmato si parla dei cosiddetti antichi astronauti, cioè di fantomatici visitatori extraterrestri che avrebbero lasciato le loro tracce nei reperti archeologici e nelle sacre scritture. Queste storie sono più inventate della storia di babbo Natale.

Buona visione del filmato (in inglese).

Come funziona il Sole? (video)

In questo filmato da un minuto, possiamo trovare una bella spiegazione del perché il Sole riesce a fornirci la sua indispensabile energia.

Lo sapevate che se il Sole fosse alimentato dalla combustione, ad esempio, di benzina o legno, si sarebbe spento in poche migliaia di anni? Come mai invece splende da quasi 5 miliardi di anni? In realtà il Sole è come un grande sottomarino nucleare nel cielo. Infatti è alimentato da reazioni nucleari che fondono insieme nuclei di idrogeno per formare elio e anche altri elementi più pesanti. Queste reazioni di fusione rilasciano enormi quantità di energia. In questo modo il Sole sta lentamente convertendo la sua massa in energia, sotto forma di luce. Ed ha ancora abbastanza carburante per durare altri 5 miliardi di anni.

La cosa più curiosa è che sulla Terra abbiamo bisogno di rendere l'idrogeno 100 volte più caldo rispetto a come è nel Sole per ottenere una reazione di fusione. Come mai sul Sole bastano temperature più basse? Si tratta del famoso effetto tunnel.

L'effetto tunnel consiste nel fatto che esiste una piccola possibilità che gli atomi di idrogeno si fondano lo stesso anche se non hanno abbastanza energia. Il Sole è così grande ed ha così tanto idrogeno che questa piccola probabilità diventa una continua certezza. Ed è questo straordinario effetto quantistico che, alla fine, tiene il Sole acceso!

Nel seguente filmato potete vedere quanto ho appena scritto con delle divertenti vignette. Buona visione a tutti.