ESPERIMENTI GIOCHI E PARADOSSI Science on Stage Europe 2010 ESPERIMENTI GIOCHI E PARADOSSI CON L’ELETTRICITÀ E L’ELETTROMAGNETISMO GUIDO PEGNA Dipartimento di Fisica Università di Cagliari Pegna@unica.it http://www.pegna.com

UN MISTERIOSO OSCILLATORE Nient’altro che un circuito RLC in serie alimentato dalla rete a 50 Hz Lampada 200W  Condensatore Induttore Induttore variabile

Nella foto non si può vedere che la lampada lampeggia…(circa a 1 Hz) In questo momento la lampada è accesa

Perché oscilla? Chi trova la risposta Il circuito è il seguente Perché oscilla? Chi trova la risposta è molto bravo!

Due interruttori e due lampadine in serie…

Si aziona un interruttore…

Si aziona l’altro interruttore…

Si azionano ambedue gli interruttori…

Dove sta il trucco?

Una lampadina con gli estremi in corto circuito… Tubo di rame

Come mai si può accendere? Tubo di rame Lampada accesa  Tasto premuto

Questo sembra un paradosso. Cosa c’è nella base?

Levitazione: dettaglio 

Ciò che levita è un piccolo magnete, senza apporto di alcuna energia dall’esterno Cosa è? Magnete

Una macchina elettrostatica… completamente statica. Uso estremamente pratico Polo ad alta tensione Elettroscopio Motore elettrostatico Spenta

Nella fotografia che segue elettrostatica in funzione. si vede la macchina elettrostatica in funzione.

Non vi sono collegamenti diretti! notare il motore che ruota e l’elettroscopio +++ ++ Elettroscopio Il motore sta girando Accesa

Particolare dell’elettroscopio Le foglioline sono di carta velina, che è più leggera dell’alluminio Non sono incollate: ruotano

Si possono fare facilmente tutti gli esperimenti di Elettrostatica

Un piccolo cannone elettromagnetico…

Dopo che ha fatto fuoco… Condensatore Bobina Anello di alluminio

+ - Un motore unipolare: questo è il magnete Polo N Contatto Polo S Corrente Polo S -

Il motore è fermo. Notare il riferimento… 

Sta ruotando, con una pila da 1,5 V…

Un condensatore: notare il valore della capacità!  

L’ultracapacitor si carica con la luce… Celle solari Interruttore

L’ultracapacitor carico fa girare un motorino per delle ore…

Comportamento di resistori, induttori, condensatori Lampadina  Lampadina  Lampadina  Induttore Condensatore Resistore Invertitore Schema

Le lampadine sono in serie alla resistenza, all’induttore e al condensatore e indicano l’intensità della corrente che li attraversa

La corrente nell’induttore, se non varia… Uguale intensità  

Corrente invertita attraverso l’induttore Non varia  Diminuisce  Inversioni rapide

Corrente invertita attraverso il condensatore… Doppiamente brillante  Molto debole  Non varia  Inversioni rapide

Un apparecchio rivoluzionario per la determinazione della velocità della luce in propagazione libera Sta su un tavolo. Niente da allineare. Pronto in un minuto. Nessun altro strumento o componente necessario.

Si determinano le posizioni di minimo del segnale ricevuto. La luce percorre la distanza fra di esse nel tempo (costante strumentale) di 1,1 ns Unità di Controllo  Ricevitore sincrono scorrevole sulla guida  Trasmettitore: Laser modulato a 450 MHz   Indice  Scala

I minimi sono indicati dai minimi di un segnale audio. La misurazione di c si esegue determinando le varie posizioni del ricevitore nelle quali il segnale rivelato è minimo. Se d (in m) è la distanza fra di esse, si ha: c = (d/1,1)·109 m/s

Il fascio laser… Ricevitore scorrevole sulla guida Trasmettitore Spot

La ricerca dei minimi…

Determinazione diretta di n di un liquido. La vaschetta contiene solamente 10 c.c. Vaschetta  Traccia del fascio Laser  Scala

Un piccolo apparecchio che fa vedere l’effetto termoelettrico. Lo possono costruire i ragazzi… Avvolgimento  Rame  Termocoppia Bussola Costantana

Osservare l’indice della bussola… Polo nord Termocoppia fredda

Con la fiamma di un accendino… L’ago ha ruotato di quasi 180° Polo nord Fiamma

Questi sono alcuni degli apparecchi ed esperimenti che potrebbero essere esposti in funzione nella sezione Fiera del POS 2010

Il Laboratorio dove si costruiscono…

Un’altra vista del Laboratorio

Ognuno di essi lancia una sfida: “Perché? Come funziona?” e stimola la curiosità e la volontà di capire, con l’esercizio di razionalità, capacità creativa, buon senso, concretezza

Alcuni di questi sono stati descritti su “La Fisica nella Scuola” e su altre riviste

Scuola Digitale” in fase di approvazione in questi giorni Il Progetto “Sardegna Scuola Digitale” in fase di approvazione in questi giorni si basa, per i materiali sperimentali di Fisica, su un repertorio di oggetti realizzati con questa filosofia

Grazie! Science on Stage Europe 2010