Una Esplorazione Animata Del Famoso Paradosso Di Fermi

Chris Anderson ci guida in questo video di TED Ed in una esplorazione animata del famoso Paradosso di Fermi.

Vediamo brevemente che cos'è il cosiddetto Paradosso di Fermi.

In poche parole, il paradosso di Fermi esprimerebbe l'apparente contraddizione tra le alte stime circa la probabilità dell'esistenza di civiltà extraterrestri e la mancanza di contatto (o l'evidenza) con tali civiltà. I punti fondamentali dell'argomentazione, realizzati dai fisici Enrico Fermi e Michael H. Hart, sono:

Meraviglie Dell'Effetto Moiré

"Effetto  Moiré"...Chi o cosa è costui? Mi sono imbattuta per caso in questa bella gif di WolframAlpha che si riferisce al citato effetto, ispirato dalle "correnti parassita" o correnti di eddy o correnti di Foucault.

Ma adesso andiamo ad esplorare le sue "meraviglie", come anticipato nel titolo del post!

In fisica, l'effetto Moiré si riferisce ad una figura di interferenza creata, per esempio, quando due griglie uguali vengono sovrapposte secondo un certo angolo, o quando le griglie hanno maglie di grandezza leggermente diversa.

Il termine deriva da moire (moiré nella forma aggettivale francese), un tipo di tessuto, tradizionalmente di seta, ma ora anche di cotone o fibra sintetica, con un aspetto increspato o "innaffiato".

Fantastico Viaggio Nelle Meraviglie Della Fisica- 1° Parte

 

Disegno di Camilla, una mia alunna

- "Mary, sei pronta per un fantastico viaggio nelle meraviglie della Fisica?"

M: "E cosa sarebbero mai queste meraviglie...della Fisica? Un viaggio poi!"

- "Un po' di pazienza e capirai. Si tratta di un viaggio virtuale, che ci permetterà di andare avanti ed indietro nel tempo, zoommando qua e là, giusto per farti apprezzare come la Fisica abbia ed abbia avuto a che fare con la creatività a 360° sin da tempo remoto!"

M: "Mi hai incuriosito. D'accordo ci sto, sperando di non dovermene pentire!"

- "A 13 anni, e non solo, la curiosità è il motore per apprendere, e tu di curiosità ne hai da vendere. Cominciamo! Alcuni studiosi pensano che la Fisica abbia avuto inizio con le Civiltà della valle dell'Indo, risalente al 3300 a.C. Presso tali popoli si utilizzavano conchiglie per costruire strumenti funzionali all'osservazione del cielo, immagina un po'."

La Fisica Moderna Protagonista Al Carnevale Della Fisica 42

Immagine presa dalla Rete

Segnalo con un giorno di ritardo, ma per le cose belle non è mai troppo tardi, il Carnevale della Fisica 42 di Aprile, che ha come protagonista la Fisica moderna ed i suoi personaggi.

L'evento è ospitato sul blog "Scienza e Musica" di Leonardo Petrillo, che ha allestito una kermesse con i fiocchi, ricchissima di contributi di alto livello e introdotta in modo eccellente da una rassegna storica sull'argomento, curata dall'ospite.
C'è anche molto altro da gustare, per cui vi invito caldamente ad andare a leggere il Carnevale della Fisica 42 a questo link:

http://scienzaemusica.blogspot.it/2013/04/carnevale-della-fisica-42-personaggi-e.html

Due parole sulla Fisica moderna per i non addetti ai lavori.

L’Alba Della Fisica Nucleare: Il Ruolo Delle Donne

E', oggi, risaputo che le donne hanno offerto alla Scienza un contributo più grande di quel che in genere si pensa. A tal proposito, dallo studio di Sandra Tugnoli Pattaro, A proposito delle donne nella scienza, emerge che la maggior parte delle scienziate sono rimaste nell'ombra, lavorando per padri, fratelli, mariti, assurti poi ai fasti della notorietà.

Le donne scienziate del passato non venivano quasi mai citate nei documenti ufficiali né in pubblicazioni scientifiche. I loro nomi sono quindi scomparsi, come se non fossero mai esistite. Questa pratica era ancora diffusa all'inizio del Novecento.
Ancora oggi la scienza è fortemente dominata dalla presenza maschile, soprattutto in alcuni campi quali la fisica teorica. In altri campi, invece, come quello biomedico, il numero delle scienziate è in progressivo aumento (rapporto della Commissione Europea, Science policies in the European Union, Research Directorate-General, ETAN Expert Working Group on Women and Science, 2000).

Breve Storia Della Fisica Moderna In Un Video

Vi presento il video "Breve Storia della Fisica Moderna", un filmato realizzato dal giovane studente di Fisica Leonardo Petrillo del blog "Scienza e Musica", che il 30 aprile prossimo ospiterà la 42° edizione del Carnevale della Fisica, avente per tema:
 "Personaggi e scoperte della Fisica moderna, da Planck e Einstein all'LHC".

A proposito, se avete intenzione di partecipare alla kermesse, c'è ancora tempo sino al 28 aprile compreso per inviare il link dei vostri contributi al seguente indirizzo di posta elettronica:

leonardo92.universo@gmail.com

Ma torniamo al filmato, che come scrive lo stesso Leonardo:"... rappresenta una breve storia (ovviamente non esaustiva) della Fisica moderna, che parte dalle scoperte, nel 1900, di Max Planck, sino ad arrivare alla recente conferma dell'esistenza del bosone di Higgs. Il sottofondo musicale è fornito dallo stupendo Notturno Op.9 N.2 di Chopin, eseguito da Vladimir Ashkenazy."

Come Gli Atomi Emettono Luce

Il titolo del post "Come gli atomi emettono luce" è ispirato dalla seguente immagine, potente nella sua semplicità descrittiva (fonte immagine: http://www.lif.co.uk/lamp-guide/light.html).

L'immagine descrive la collisione tra una particella in movimento e un atomo. Tale collisione "eccita" l'atomo, provocando il salto di un elettrone ad un livello energeticamente più alto. La diseccitazione dell'atomo fa ritornare l'elettrone al suo livello energetico iniziale con emissione di un quanto di luce, o fotone.

Ma proviamo a capirne un po' di più mediante una breve analisi retrospettiva circa la storia dei modelli atomici, tra cui in particolare il modello atomico di Bohr.


Voi alunni di 2°B  e 3°B, avete studiato il modello atomico di Bohr, il fisico danese che descrisse, nel 1913, come si comportano gli elettroni orbitanti attorno al nucleo di un atomo e come "funzionano" gli atomi.

Pioneer 11: Da Quarant'anni Nello Spazio

Lancio del Pioneer 11

Per la serie "notizie di Astronomia", il cui studio inizieremo a scuola il 9 Aprile prossimo, vi propongo, ragazzi di 3°B, un articolo sui quarant'anni nello spazio della gloriosa sonda Pioneer 11.

Il 5 aprile 1973, un piccolo e ambizioso veicolo spaziale veniva lanciato da Cape Canaveral, in direzione del terzo punto più luminoso nel cielo notturno, Saturno!

Seguendo le orme di sua sorella Pioneer 10, Pioneer 11 fu progettata come una copia di backup per la pericolosa missione. Un solo strumento aggiuntivo, il Flux-Gate Magnetometer, era l'unica differenza tra Pioneer 11 e Pioneer 10, primo oggetto costruito dall'uomo atto a lasciare il sistema solare interno e già in viaggio alla volta del primo e più massiccio tra i pianeti gassosi giganti, Giove. 

All'inizio del 1974, il viaggio di Pioneer 10 verso Giove si era rivelato un successo: la sonda non aveva subito alcun danno, attraversando la fascia degli asteroidi; pochi i danni permanenti da radiazioni, durante il suo incontro con Giove, ed era tornata con una quantità di dati scientifici di gran lunga superiore  al previsto.

Viaggio Di Un Treno Gravitazionale Da Un Capo All'Altro Della Terra

Dalla Rete

"Viaggio di un treno gravitazionale da un capo all'altro della Terra"??? Sì, passando per il centro, andata e ritorno.

Non mi ha dato di volta il cervello, state tranquilli! L'articolo mi è stato ispirato da un post di Sandro Ciarlariello sul suo blog "Quantizzando", dal titolo "Treno per autostoppisti galattici".

E' evidente il riferimento del titolo appena citato a "Guida galattica per gli autostoppisti" (1979), il primo romanzo dell'omonima "trilogia in cinque parti" di fantascienza umoristica scritta da Douglas Adams.

Ma non divaghiamo e torniamo al nostro treno! Sarete sicuramente curiosi di sapere se è davvero possibile per un treno attraversare, da un capo all'altro, il nostro pianeta, vero? La risposta è negativa, ovviamente.

Favoline Scientifiche In Un Tweet

"Favoline Scientifiche In Un Tweet"??? Che cosa significherà mai?

Presento il contesto:
l'agenzia di comunicazione BoccaccioPassoni, in collaborazione con il Premio H.C. Andersen,  lancia il 1° febbraio 2013, sul noto social network Twitter, il concorso "Tweet da favola", con scadenza il 2 aprile 2013.

La partecipazione, gratuita e aperta a tutti, avviene attraverso la pubblicazione di un tweet contenente una favola e l’hashtag #hca13.

Il concorso si inserisce nelle attività del Premio H.C. Andersen per fiabe inedite, ed è realizzato in concomitanza del Festival Andersen, che si terrà a Sestri Levante dal 6 al 9 giugno 2013 durante il quale avverrà la cerimonia di premiazione.
L’autore del tweet che otterrà il maggior numero di preferenze sarà ospite del Festival, a Sestri Levante, mentre il secondo e terzo classificato saranno premiati con una targa.
Saranno inoltre possibili menzioni speciali e riconoscimenti indetti dalla giuria.

Affascinanti Bolle Di Sapone E Tensione Superficiale

Winter 1991 by The Geometry Center, University of Minnesota

Le bolle di sapone sono indubbiamente affascinanti e non solo per i piccoli. La loro leggerezza e la loro eleganza catturano l'immaginario collettivo. Sono, inoltre, interessanti dal punto di vista scientifico.

La perfetta forma sferica, la natura incredibilmente fragile del film di sapone dallo spessore microscopico, gli splendidi colori iridescenti non possono, infatti, non stupire.

Perché una bolla forma proprio una sfera? Perché non un cubo, un tetraedro, o un'altra figura geometrica?

Proviamo a comprendere i fenomeni che modellano una bolla di sapone.

Ma addentriamoci, prima, all'interno della struttura molecolare dell'acqua per comprendere il comportamento di questo fluido stupefacente.


Se potessimo osservare il comportamento delle molecole dell'acqua, potremmo notare che ciascuna di esse attira elettricamente le sue vicine. La molecola H2O ha due atomi di idrogeno e un atomo di ossigeno. La sua straordinaria viscosità è dovuta ai due atomi di idrogeno, che sono disposti su un lato della molecola e sono attratti dagli atomi di ossigeno di altre molecole di acqua vicine, in uno stato noto come "legame idrogeno". Se le molecole di un liquido non si attraessero l'un l'altra, la continua agitazione termica delle molecole causerebbe l'ebollizione istantanea del liquido o la sua evaporazione.

FISICA O ARTE?

Les demoiselles d’Avignon- Fonte

Il titolo non deve stupirvi più di tanto perché, procedendo nella lettura del post, la domanda "Fisica o Arte?" sorgerà spontanea. Fidatevi!

Per i più scettici, che non credono alle connessioni tra l'Arte e la Fisica, e più in generale la Scienza, basti pensare che l'Arte può essere considerata come la scienza che rivela la creatività umana e la sua capacità di materializzare la Bellezza.

Molti artisti hanno fatto ricorso alla Fisica nelle loro opere. Picasso, ad esempio, ricorre al concetto di relatività einsteniana, superando la geometria euclidea che viene letteralmente "frantumata" in nuovi modi di interpretare lo spazio e la prospettiva. L'introduzione della quarta dimensione, il tempo, rende le sue opere multiprospettiche e calate pertanto in una realtà più completa e complessa.
L'opera "Les demoiselles d'Avignon", il suo capolavoro, introduce il cubismo nella storia dell'Arte.

Da uno studio "Painting with drops, jets, and sheets" (Andrzej Herczyński, Claude Cernuschi, and L. Mahadevan) sui quadri di Jackson Pollock, pubblicato nel giugno del 2011 su Physics Today, emerge che le tecniche di pittura di questo artista utilizzano modernissimi concetti di Fisica  quali la fluidodinamica.
Dal citato studio è emerso che, nella realizzazione del quadro senza titolo del 1948, analizzato dai ricercatori, l’artista aveva sperimentato tecniche di fluidodinamica ancor prima che gli scienziati ne  avessero cominciato lo studio sistematico. I primi papers scientifici degni di nota risalgono, infatti, al periodo collocato tra la fine degli anni cinquanta e l'inizio degli anni sessanta, anche se le analisi quantitative, che spiegano le diverse proprietà dei fluidi che sgocciolano, sono state effettuate soltanto in tempi recenti.

La Teoria Della Luce Di Newton

Schizzo di Newton del suo esperimento cruciale (experimentum crucis), in cui la luce del sole è rifratta attraverso un prisma. Un colore viene rifratto attraverso un secondo prisma per dimostrare che non viene ulteriormente modificato. Viene poi  mostrato che la luce è composta dai colori rifratti attraverso i secondi prismi.
Fonte dell'immagine: Warden and Fellows, New College, Oxford

Circa due anni fa, pubblicavo l’articolo “La Luce E I Colori| Prima Parte” cui doveva seguire, evidentemente, la seconda parte. Ma, a distanza di tanto tempo, devo essere sincera, la motivazione per il secondo articolo a completamento è venuta meno.
Mi intriga, invece, operare un approfondimento sulla Teoria della luce di Newton anche per quanto concerne l’avvicendamento storico degli eventi scientifici ad essa connessi. Ed è proprio quello che mi prefiggo di fare nel presente articolo.

Per tale motivo, sono andata a consultare, insieme ad altre fonti che citerò più avanti, “A Letter of Mr. Isaac Newton … containing his New Theory about Light and Colors”, 1671/2 Philosophical Transactions of the Royal Society, No.80  (19 Feb. 1671/2), pp. 3075-3087. (The Newton Project)

Mescolanza Di Colori Puri Da Raggi Laser

(Image: Alexander R. Albrecht, University of New Mexico)

Osservate la bella immagine qui sopra. Sembra quasi una foto artistica. Vero? Che cosa vedete? Apparentemente, si osservano tre getti di liquidi di tre diversi colori rosso, verde e blu che vanno a cadere in una bacinella, dove essi si mescolano dando un liquido di colore bianco!

Proviamo a capirci qualcosa! Fate attenzione perché quel che appare non è quel che è effettivamente; infatti i tre getti colorati non sono quello che sembrano ovvero fluidi di tre colori diversi, che, mescolandosi, danno un liquido chiaro. I colori provengono, invece, da un laser rosso, uno verde e il terzo blu posti dietro i tre bicchieri.

Nel titolo del post ho utilizzato la locuzione "colori puri", da non confondere con "colori primari".

I Paradossi Della Fisica Al Carnevale Della Fisica #39

E' online il Carnevale della Fisica #39 sul blog "Questione della Decisione". L'intrigante tema è "I Paradossi della Fisica", introdotto con la sua solita sensibilità dal curatore dell'edizione Paolo Pascucci. 

Ma non c'è soltanto sensibilità nella presentazione del tema citato perché Paolo ha saputo intessere, attorno al tema dei paradossi, un ordito dal sicuro valore didattico ed educativo, motivo per cui riporto per intero l'incipit su questo blog, elettivamente dedicato alla didattica.

Notevoli i contributi dei partecipanti, che hanno declinato il tema in varianti di sicuro interesse. Pertanto, non perdete tempo e, dopo aver letto questa introduzione, andate a gustarvi il Carnevale della Fisica #39 di Paolo Pascucci.

Paradosso Di Olbers o Dark Night Sky Paradox

Animazione dell'effetto del paradosso di Olbers

Qualche mesa fa, pubblicavo un post, in cui esordivo come segue:

 "Perché di notte il cielo è scuro, prof?" non è una domanda simulata, questa volta, ma fin troppo realistica. Mi è stata rivolta per posta elettronica da un ragazzo di 12 anni che segue assiduamente Scientificando.

Allora facciamo così, caro ragazzo. Poiché questo è un periodo molto intenso e non ho il tempo di risponderti subito (anche perché non è facile, data la tua giovane età, risultare comprensibili), ti propongo un video confezionato da quelli di minutepshysics, riservandomi di completare questo articolo appena ne avrò il tempo. Promesso!

Ebbene, è giunto il momento di mantenere la promessa fatta, provando a rispondere a quella domanda.

La questione che poni, ragazzo, è nota, in Fisica e in Cosmologia, come Paradosso di Olbers (o "dark night sky paradox"), dal nome del medico tedesco ed astronomo amatoriale Heinrich Wilhelm Olbers, che lo propose quasi due secoli fa, precisamente nel 1823.

I Carnevali Della Chimica E Della Fisica Di Dicembre 2012

Con questo post vi segnalo i Carnevali della Chimica e Della Fisica di dicembre 2012, gli ultimi dell'anno!

Il Carnevale della Fisica #38 è online, da oggi, su: 
 "...un blog nuovo di zecca, nato nel mese di novembre 2012, dall'eloquente titolo "Risparmiare Fare Guadagnare (in tempo di crisi)".
I fondatori (Walter Caputo, Claudio Pasqua, Luigina Pugno) intendono spiegare a tutti gli interessati come si può risparmiare..."

Il post carnevalesco, con tema "L'insegnamento della Fisica nelle scuole superiori, è stato allestito da Walter Caputo, che se l'è cavata egregiamente al suo primo appuntamento come ospite; potete leggerlo a questo link:

http://risparmiarefareguadagnare.blogspot.it/2012/12/carnevale-della-fisica-38.html

Un'edizione frizzantina e gustosa che vi consiglio di non perdere.

Esploriamo Il Galleggiamento Dei Corpi: Percorso Laboratoriale Di Apprendimento

"Esploriamo il galleggiamento dei corpi" è un percorso laboratoriale di apprendimento, ipotizzato per una classe 2° secondaria di 1° grado, ma può essere flessibilmente adattato sia alle classi del 1° ciclo di istruzione che a quelle del 2° ciclo.

I fenomeni naturali, che costituiscono il campo di interesse della Fisica, sono infatti osservabili dai ragazzi sin dalla tenerissima età e non ad una determinata età. E', quindi, un grave errore didattico affrontarne l'osservazione e lo studio soltanto alla scuola superiore perché in tal modo si fanno perdere agli studenti occasioni fondanti per costruire la propria visione del mondo in maniera corretta dal punto di vista scientifico.

I contenuti possono essere trattati, sin dalla scuola dell'infanzia, con un diverso e progressivo grado di complessità man mano che si avanza negli studi. L'analisi dei fenomeni naturali sarà qualitativa nella scuola dell'infanzia e nella primaria, per diventare qualitativo/quantitativa nella scuola secondaria di 1° grado e completamente quantitativa nella scuola del 2° ciclo.

Le Macchine Termiche: Una Risorsa Per Il 2° Ciclo Di Istruzione

Riavvolgiamo il nastro. Metà Ottobre, assemblea per l’elezione dei rappresentanti dei genitori nei consigli di classe. Si parla di partecipazione, di attenzione, dell’orario scolastico, di educazione… (troppo presto per parlare di profitto); insomma si generalizza sui ragazzi e la scuola in attesa di votare per i rappresentanti dei genitori. 
Qualche genitore manifesta alcune problematiche ed il mio vecchio se ne esce con: “Sì, ma il laboratorio? Vogliamo almeno farglielo vedere a sti ragazzi? ”. Caso vuole che la coordinatrice di classe tenuta a presiedere la riunione sia la prof. di Fisica (e Matematica). E via che attacca con l’elencazione di tutti i problemi che non permettono l’uso del laboratorio. Ometto volentieri la lista perché sono sicuro sia identica a quella che ogni genitore di studente/i ormai conosce più o meno a memoria. Il bello è che la prof. non ha alcuna responsabilità di questo disservizio (disservizio a voler essere buoni), ma neanche la dirigenza scolastica (a sentir loro). E allora di chi è la responsabilità? Il governo, i tagli… e le solite trite e ritrite giustificazioni (per carità, tutto verissimo). 

Ma mio padre è uno che abbozza, abbozza e poi… poi scoppia (dopo 4 anni). Educatamente (dice lui e io lo spero) fa notare che comprende le varie difficoltà ecc. ecc. e un altro ecc., ma: “ok, ma sono anni che si va avanti così! Possibile che non si possa trovare una soluzione anche solo provvisoria? Possibile che ci si arrenda di fronte ad un problema così importante? Se aspettiamo sempre la manna dal cielo rischiamo di morire di fame! ”. Eccolo lì! Comincia sempre così. Parte con domande su domande e poi sbam, all’improvviso tira fuori la risposta che tu non gli hai dato. Fa tutto da solo. “Ce l’avete un PC ed un proiettore? Internet! C’è di tutto, animazioni, video… C’è sempre qualcuno che ha condiviso la lezione, l’esperimento fatto in laboratorio… Basta solo cercare! Non sarà la stessa cosa che fare lezione in un laboratorio reale, ma, meglio di niente”.

La prof. ammette di non avere molta dimestichezza con la tecnologia e quindi… siamo di nuovo a bomba. Ma il vecchio non si arrende “sono sicuro che se chiede ai ragazzi di trovare su un determinato argomento il materiale necessario per fare una lezione, loro non vi deluderanno anzi, magari la lezione la fanno loro. Soprattutto sulla tecnologia noi adulti possiamo imparare molto da loro”. La prof. annuisce e risponde: ”vedremo”. 

Dopo qualche settimana capitata l’occasione e la prof: ”Marco, dobbiamo iniziare a parlare delle macchine termiche. Sarebbe stato perfetto poter avere un motore a scoppio o un frigorifero da smontare ed analizzare ma… Vediamo cosa riesci a trovarmi e poi la lezione la fai tu. Tranquillo, mi basta una semplice presentazione, poi l’approfondimento sui concetti termodinamici li riprendo io in un'altra lezione”. Ecco come è andata." 

Non vi svelo altro! Leggete il resto (ne vale la pena, fidatevi!) nel widget seguente. Cliccate sull'icona "Full screen" per leggere il documento a schermo intero. Cliccando sull'iconcina di "word", lo potete invece scaricare sul pc.

Lenti Gravitazionali E Teoria Della Relativita' Generale: Un Breve Excursus

Lenti gravitazionali nell'ammasso di galassie Abell 1689;
 gli effetti della lente sono dei sottili archi luminosi visibili
solo  quando si ingrandisce questa immagine.

In questo post, viene tracciato un breve excursus storico sul fenomeno delle lenti gravitazionali e della loro relazione con la Teoria della Relatività Generale, ad un livello comprensibile ai più, mi auguro!

In estrema sintesi, il fenomeno lente gravitazionale è dovuto alla deviazione della radiazione luminosa, dal suo percorso rettilineo, per azione della gravità. Può, infatti, succedere che la luce, proveniente ad esempio da un quasar (quasi stellar radio source, ovvero sorgente radio di aspetto pseudo stellare), situato a distanza cosmologica, sia deflessa dal campo gravitazionale di una galassia che si trovi tra la sorgente (il quasar) e l'osservatore. Si ha, come conseguenza, la formazione di immagini plurime del quasar attorno alla galassia. 

I fenomeni dovuti alle lenti gravitazionali furono previsti teoricamente da Albert Einstein poco dopo l'enunciazione della Relatività Generale quali sue logiche conseguenze, ma la maggior parte di essi vennero convalidati solo a partire dalla metà degli anni ottanta.