I colori della luce

Vi siete mai chiesti se tutte le persone vedono i colori nello stesso modo? Come facciamo a sapere se stiamo usando gli occhi nel modo giusto? Qual è il ruolo della luce  nella nostra vita e cosa succede ai colori se cambia l’illuminazione?

Proviamo a rispondere a queste domande e a capire come raccontare ai bambini i segreti della luce.

L’obiettivo del percorso dedicato alla luce è scoprire il legame tra luce e colori.

Gli esperimenti ci serviranno ad identificare le differenze tra luce naturale e luce artificiale, a conoscere la diversa percezione dei colori tra esseri umani e animali e a capire come gli occhi riescano a farci vedere i colori.

Iniziamo con il chiedere ai nostri piccoli visitatori:

A cosa servono i nostri occhi?

Cosa succede se li chiudiamo?

Domandiamo ai bambini di chiudere gli occhi e raccontarci cosa succede. L’obiettivo è far capire che  noi vediamo tutto ciò che ci circonda, e soprattutto i colori, grazie alla luce .

Concentriamoci su quella più importante di tutte: il Sole.

Di che colore è la luce? I bambini di solito disegnano il Sole con il colore giallo, quindi la risposta più comune a questa domanda è: gialla!

Proviamo a verificare questa risposta facendo un esperimento. Per svolgere questa attività abbiamo bisogno di prendere degli oggetti di colore giallo e arancione. Consegniamone uno ad ogni bambino (distribuiamoli in modo da alternare i due colori). Quando tutti i partecipanti avranno una oggetto chiediamo di guardarne attentamente il colore. Accendiamo una lampada di colore giallo (noi in laboratorio usiamo una lampada al sodio). La stanza diventerà tutta gialla e la nostra capacità di vedere i colori sarà alterata dalla forte presenza di luce colorata. Tutti gli oggetti (anche quelli arancioni) ci sembreranno gialli. Anche i colori dei vestiti e gli arredi nella stanza ci sembreranno diversi.

Cosa è successo?

La luce del Sole non può essere gialla: il giallo coprirebbe molti colori e non riusciremmo più a vederli in modo corretto.

Quindi di che colore è davvero la luce del Sole?

Per svolgere la prossima attività abbiamo bisogno di un prisma o di occhiali come questi:

O useremo un prisma come quello nella foto:

Rifrazione della luce

Per svelare il vero colore della luce, useremo un prisma o indosseremo gli occhiali speciali che ci aiuteranno a osservare la luce con occhi diversi. Distribuiamo gli occhiali, facciamoli indossare e invitiamo i bambini a guardare la luce diffusa sul soffitto del laboratorio.  La luce, è formata da tutti i colori, gli occhiali la scompongono e ci fanno vedere i colori dell’arcobaleno.

Se un colore diventa dominante copre in parte anche gli altri, così da non farci più vedere i colori dell’arcobaleno. Teniamo gli occhialini e usiamo i faretti RGB.

Cos' è il sistema RGB?

Il modello RGB si basa su tre colori primari: il rosso, il verde e il blu, da cui appunto l’acronimo inglese RGB (Red-Green-Blue). L’RGB è un modello additivo: unendo i tre colori primari si ottiene il bianco, poiché tutta la luce viene riflessa. Il modello RGB viene utilizzato per le immagini visualizzate unicamente su un monitor, una TV, uno smartphone o qualsiasi altra sorgente luminosa per la quale valga il modello additivo della luce.

Sintesi additiva

Usiamo i faretti RGB per parlare di sintesi additiva e vedere le ombre colorate. Red, green e blue sono i colori primari della luce. Se proiettiamo le luci colorate sulla parete usando dei faretti, scopriamo che sovrapponendoli otteniamo la luce bianca. Se frapponiamo un oggetto o una persona tra le luci e la parete, vedremo la sua ombra e faremo una fantastica scoperta: le ombre colorate. I bambini giocheranno con le ombre colorate e scopriranno la differenza tra colori primari e colori complementari. Se invece lavoriamo con i  pigmenti otteniamo la sintesi sottrattiva.

Cos' è la sintesi sottrattiva?

Con sintesi sottrattiva ci riferiamo ai colori primari dei pigmenti che sono la caratteristica primaria della materia. I colori principali della sintesi sottrattiva sono ciano, magenta, giallo (CMY) e con la somma dei tre si ottiene il nero (K). Ogni materia da noi conosciuta, ogni superficie, ogni oggetto, assorbono in maniera selettiva solo alcune lunghezze d’onda della luce e a sua volta ne riflette altre. Per quanto riguarda la sintesi sottrattiva quindi, il colore percepito dall' occhio umano è determinato dai colori sottratti dalla luce bianca.

Il risultato della totale sottrazione dei colori al pigmento quindi va a creare il nero.

Esperimento con la Sintesi sottrattiva CMYK

Prendiamo delle lavagne luminose. Distribuiamo delle palette colorate, degli oggetti semitrasparenti o dei pezzettini di carta da lucido di diversi colori.

L’obiettivo è sovrapporre gli oggetti su una base luminosa per osservare cosa succede ai colori. Con la sintesi sottrattiva, togliamo luce e facciamo una sottrazione. La sovrapposizione di tutti i colori forma il nero.

Parlando di vista e luce possiamo fare anche un confronto con la vista degli esseri umani e la vista di animali e insetti. I gatti hanno delle pupille molto dilatate, quindi al buio riescono a catturare molta più luce degli esseri umani. Proponiamo un gioco/esperimento e facciamo provare ai bambini la sensazione di vedere con il buio. Prendiamo un evidenziatore fluorescente, facciamo un segno sulla mano o sul naso di ogni partecipante e accendiamo la lampada di Wood.

Cosa è la lampada di Wood?

Per lampada di Wood (dal nome dello scienziato statunitense Robert Williams Wood) o luce nera si intende una sorgente luminosa che emette radiazioni elettromagnetiche prevalentemente nella gamma degli ultravioletti e, in misura trascurabile, nel campo della luce visibile. In molti campi la lampada di Wood è anche detta semplicemente "lampada UV" (è possibile acquistare facilmente una Wood per svolgere gli esperimenti, ne esistono anche delle versioni in forma di torcia). Quando tutto è pronto spegniamo le luci e accendiamo la lampada UV: la stanza rimane al buio ma rende luminosi i segni fatti con l’evidenziatore. Questa simulazione ci permette di provare i super poteri dei gatti.

Visori da mosche

Molti insetti hanno una vista speciale. Prendiamo come esempio la mosca. Chiediamo ai bambini di trasformarsi in piccole mosche per capire se ci son differenze con la vista degli esserei umani.

Consegniamo ad ogni bambino un visore che scompone la vista in tanti piccoli riquadri come quello nella foto.

Domandiamo loro di guardarsi attorno. Le mosche vedono in modo differente dagli esseri umani. L’immagine sembra scomposta in tanti piccoli segmenti: per i bambini sarà difficile percepire le immagini e muoversi nello spazio, mentre le mosche nella realtà riescono a vedere molto bene.

ombre colorate ...fatte in casa

Ciao a tutti!

In questo periodo in cui l'home made è molto di moda vi racconto come ho realizzato il mio set per le ombre colorate.

Materiali:

• 3 lampade da 1500 lumen

io ho usato delle lampade a led ricaricabili 
https://www.amazon.it/dp/B07SW3Q9XG/ref=cm_sw_r_tw_x_

ma vanno bene anche abat-jour o lampade da tavolo che abbiano una luminosità di 1000/1500 lumen, quindi con queste potenze più o meno equivalenti:

Lumen	Incandescenza	Led
1100	75W	17W
1600	100W	20W

• 3 gelatine o lucidi: uno rosso, uno blu ed uno verde

https://www.amazon.it/dp/B01K9OA1IW/ref=cm_sw_r_tw_dp_U_x_fYEFEbFYSKGR2

• 1 schermo, io l'ho realizzato con il retro della carta da pacchi che avevo in casa, ma in alternativa van bene teli o lenzuola
• 3 sagome di cartone x alloggiare i lucidi sulla lampada, io ho usato gli imballaggi di Amazon

• 3 metri di spazio per giocare
• 1 o più bimbi che ballano

Aspetti teorici

Quanto avviene sullo schermo è descritto come Sintesi Additiva dei colori
https://it.wikipedia.org/wiki/Mescolanza_additiva
un fenomeno percettivo ben noto e molto sfruttato.

Per ulteriori approfondimenti vi rimando al sito dell'Exploratorium che dà sempre un sacco di soddisfazioni
https://www.exploratorium.edu/snacks/colored-shadows
https://www.exploratorium.edu/exhibits/colored-shadows
https://www.exploratorium.edu/video/colored-shadows-demo
https://www.exploratorium.edu/video/colored-shadows

Cibi fluorescenti, divertenti e non solo

Sto facendo qualche prova con i gel di amidi e con alginato di sodio per un'attività dell' i.lab Alimentazione: vorrei riuscire a colorarli di rosso, blu e giallo. I colori devono essere in soluzione liquida per poterli unire alla base del gel prima che solidifichi. Ho dei coloranti alimentari rossi e blu, quelli che si usano per i dolci.
Vanno bene, fuzionano. Ma non ho quello giallo. Mi è avanzata un po' di vitamina B2 (riboflavina) dalle prove che avevo fatto per vitamine da disegno. Sciolgo la vitamina in acqua, la mescolo con l'alginato liquido e ottengo un gel di un bel giallo evidenziatore. Evidenziatore = fluorescente? Provo a vedere se è proprio così.

Faccio una piccola ricerca e sembra che in effetti la vitamina B2 abbia questa proprietà. Mi basta tirar fuori una lampada di Wood (in pratica una lampada UV che emette radiazioni a 370 nm) e illuminare il gel. Ecco l'effetto UAUH che cercavo. Propongo i gel fluorescenti ai visitatori durante un fine settimana in occasione di Halloween e ai miei colleghi durante la nostra festa di Natale:

Continuo per questa strada, molto divertente devo dire. Armata di lampada di Wood vado in giro per il lab alimentazione a illuminare gli alimenti che ho a disposizione. Scopro che l'olio extravergine di oliva diventa di un bel giallo fluorescente. Questa volta non credo che c'entri qualcosa la vitamina B2. Provo un confronto con altri oli. Nella dispensa ho un olio di semi di lino e uno di arachidi. Preparo tre provette: olio extravergine di oliva, olio di semi di lino, olio di arachidi (da sinistra a destra nella foto):

Noto che hanno colori molto diversi, almeno l'extravergine. Gli altri 2 oli si assomigliano abbastanza. Accendo la lampada di Wood ( da sinistra a destra: olio di arachidi, olio di semi e extravergine):

Solo l'olio extravergine dà una fluorescenza gialla, gli altri biancastra-grigia. Perchè sono così diversi? In effetti questi oli, oltre ad avere origine diversa, sono anche estratti con due metodi diversi. L'olio extravergine si ottiene per spremitura, quello di semi per estrazione. Mi faccio l'idea che l'extra vergine, grazie alla spremitura, conservi tutte le componenti (probabilmente anche i carotenoidi) che determinano il colore, mentre l'estrazione chimica distrugge molte molecole negli oli di semi.
Scopro che, in effetti, la fluorescenza è un parametro usato per distinguere gli oli. Qui si spiega cos'è la fluorimetria negli olii.

Mi faccio prendere la mano e decido di portarmi a casa una lampada di Wood. Per cena preparo degli spinaci: li cuocio al vapore e li illumino con la lampada di Wood.

Gli spinaci emettono fluorescenza rossa. Perchè? Negli spinaci surgelati e cotti probabilmente si rompono le pareti cellulari e aumenta la reattività della clorofilla, il pigmento fondamentale per la fotosintesi delle piante.

Qui ho trovato una spiegazione chiara della  fluorescenza e degli effetti che ho osservato.

Cerco in rete e trovo tantissimi modi per sfruttare la fluorescenza della vitamina e di altre sostanze, ad esempio per  per creare cocktail strepitosi:

Credo proprio che questo esperimento mi toccherà farlo!

spettrometro per smartphone

In questi giorni stiamo cercando di mettere a punto la nostra stampante 3D più anziana...la nostra prima sharebot

Un progetto non troppo complesso ma abbastanza interessante per testare la nostra stampante è stato questo: http://www.thingiverse.com/thing:533598

uno scatolino da fissare alla fotocamera di un smartphone tramite due elastici che grazie ad un pezzetto di cd inserito al suo interno ci permette di fotografare lo spettro della luce.
Questo è quanto ha prodotto la nostra sharebot

E ora proviamolo!!

Quale migliore campo di prova del nostro i.lab luce?
Qui troviamo un exhibit dove vengono mostrati gli effetti ottici che 8 diverse lampade producono su una stampa colorata

e di queste 8 luci diverse abbiamo fotografato lo spettro col nostro spettrometro

1-2-3 lampade ad incandescenza, la prima con un bulbo neutro le altre due con bulbi colorati

4 lampada a fluorescenza

5 lampada alogena

6 lampada a fluorescenza

7 lampada di Wood

8 tubo a fluorescenza

si può notare la differenza tra lo spettro continuo delle lampade a incandescenza e quello a bande delle lampade a fluorescenza.

Un sito interessante rispetto alla "spettroscopia amatoriale" è http://spectralworkbench.org/, che permette di misurare on line anche l'intensità dello spettro.

Una applicazione: Using a home-made Spectrometer to test kombucha readiness
http://publiclaboratory.org/notes/mkoistinen/2-12-2013/using-home-made-spectrometer-test-kombucha-readiness-0

Una antologia di effetti ottici

Ho appena visto un nuovo video degli OK GO, intitolato The Writing's On the Wall. E' una rassegna di effetti ottici molto godibili, in puro stile OK GO.

http://youtu.be/m86ae_e_ptU

 Ci era rimasta nel cuore la loro interminabile reazione a catena associata a This Too Shall Pass

OK GO - This Too Shall Pass - Rube Goldberg Machine version

E fra i tanti altri video, ecco come utilizzare i tapis roulant senza farsi male

OK GO- Here It Goes Again

La meraviglia per una idea potente

Fabrizio mi aveva indicato questa meravigliosa realizzazione ma l'avevo persa. Ora l'ho ritrovata e sono ancora una volta stupefatto dalla potenza di una idea semplice.

A Liter of Light http://youtu.be/o-Fpsw_yYPg 

L'idea e la realizzazione sono di Alfredo Moser, un abitante di Uberada, una piccola cittadina brasiliana. Questa lampada si è diffusa in molte nazioni diverse, non solo dell'America Latina, p.es. nelle Filippine: la sua storia è in Solar Bottle Bulb, bottiglie di plastica per illuminare casa e in Alfredo Moser: Bottle light inventor proud to be poor. Le istruzioni dettagliate per costruirla sono in Istructables How to build a SOLAR BOTTLE BULB.

Ombre 2 (rosse?)

Dopo tanto studio sull'adattamento di un proiettore di diapositive a fonte luminosa per teatro delle ombre,  ecco che Marco mi fa provare la lampada che usa lui per lavori analoghi: l'ha acquistata all'Ikea per una decina di euro e funziona benissimo (nonostante il solito nome esotico, JANSJ�).

Produce ombre ben definite anche per sagome vicine alla lampada, ed è abbastanza intensa da andare bene anche in una stanza non completamente buia.

quale dei due cani è più contento?

Se la lampada è giusta anche l'ombra lo è, soprattutto quella cinese

Prima di dedicarci a tempo pieno al salvataggio delle uova (e qui) abbiamo iniziato a  lavorare allo sviluppo di una attività per bambini che utilizza le ombre cinesi e ci siamo scontrati con la scelta della fonte luminosa. 

Molti siti riportano esperienze di ombre cinesi in classe, ma realizzano una proiezione tradizionale, con la lampada da una parte dello schermo e gli spettatori dall'altra: lo schermo è piccolo, lavorano normalmente con le sagome molto vicine allo schermo, e utilizzano normali lampade da tavolo. 

    

Noi vogliamo invece proiettare le ombre sul muro, mettendo i bambini fra la lampada e lo schermo, per gestire meglio lo spazio e poter spostare le sagome più vicino o lontano dalla luce vedendo bene il cambiamento di dimensione delle ombre. Ci serve un quadro luminoso piuttosto grande e ho pensato di utilizzare come fonte di luce un proiettore di diapositive: in laboratorio ne ho più di uno e ormai non hanno più la loro funzione originale. Lo abbiamo provato ed effettivamente la luce è intensa e si ottiene un quadro luminoso bello grande. 

Ma il problema è la qualità dell'ombra. Una sagoma proietta un'ombra con bordi netti, ben definita, solo ponendola vicino allo schermo: quando la si sposta verso il proiettore la sua ombra diventa rapidamente meno definita, con il bordo molto sfumato, ed è difficile il confronto delle dimensioni di ombre di oggetti uguali posti a distanze diverse. 

Tenendo il proiettore il più possibile distante dal muro le cose migliorano: vicino al muro/schermo c'è la possibilità di allontanare/avvicinare le sagome ottenendo ombre abbastanza ben definite, ma non c'è comunque molto spazio utile e se pensiamo a un gruppo di bambini sarebbe meglio averne di più. 

Abbiamo tolto l'obiettivo del proiettore per vedere se si comporta come un semplice faro, ma non lo fa: in effetti abbiamo visto che anche prima della diapositiva c'è un blocco di ottiche che serve a illuminare in modo omogeneo la diapositiva senza che venga messo a fuoco il filamento della lampada e queste ottiche intervengono sulla forma del fascio che non è più quello che si propaga da una lampadina quasi puntiforme. 

Nel blocco ottico c'è anche una lastrina a facce piane che dovrebbe assorbire una parte degli infrarossi emessi dalla lampada, per evitare che il calore radiante deformi la diapositiva: abbiamo provato a metterla fra un telecomando acceso e la fotocamera di un cellulare e abbiamo visto che scherma davvero gli infrarossi del telecomando. La lastrina ha facce piane perpendicolari alla direzione del fascio luminoso e non influisce sulla sua forma. 

Oltre alla lastrina ci sono due lenti, una mooolto convessa.  Abbiamo provato a toglierle entrambe, a toglierne una sola (prima l'una e poi l'altra) senza ottenere il fascio luminoso voluto. Quando le togliamo entrambe restiamo con la sola lampadina (che comunque ha da una parte un riflettore concavo): però dovremmo togliere la lampadina dall'alloggiamento altrimenti passa davvero poca luce attraverso il foro dove si trova generalmente l'obiettivo: ma non possiamo pensare di lasciare una lampadina luminosissima, calda e fragile alla portata delle manine curiose dei bambini (nè di chiunque altro). 

Allora, dopo lunghi e approfonditi studi di ottica :-), abbiamo provato a cambiare posto alle lenti. 

Usando solo la lente convessissima e mettendola al posto dell'altra lente abbiamo ottenuto un fascio luminoso non troppo grande ma intenso e capace di generare ombre ben definite per sagome poste a diverse distanze dal proiettore. Bene, ci siamo.

La luce che disegna

Sono stato via una settimana per lavoro e il ritorno è stato un po' affannante. Per rilassarmi ho provato insieme a Donato a disegnare con la luce usando una fotocamera digitale e una posa di 30 s (la fotocamera permette anche la posa lunga a piacere tenendo schiacciato il tasto di scatto, quella che veniva chiamata posa "B" e viene indicata sulla mia macchina con "bulb"). 

Come fonte di luce abbiamo usato un LED e alcune lucine per albero di natale che avevamo già là per l'attività "elettricità fai da te". 

così lo facciamo roteare

All'Exploratorium giocano in modo più articolato per produrre immagini di grande effetto: Light Painting Tools, Beyond the Museum: Tinkering with Light Painting, More Light Painting Tools, Light Painting Tools at Open Make Workshop  

Luce da un mondo appiccicoso

Girellando per il web ho trovato un oggetto che mostra il fenomeno luminoso della triboluminescenza e che non sapevo lo facesse: il nastro adesivo. 

Make Duct Tape Glow!!!  

I miei primi tentativi di riprodurre il fenomeno sono stati frustranti. Ho provato con nastro da pacco, nastro di carta, nastro trasparente da imballaggio, nastro americano: senza risultato. Però nel commento sonoro al video viene detto che ha funzionato solo con un nastro americano (duct tape, o duck tape) della 3M e nei commenti postati vengono date altre marche che funzionano: si tratta, ahimè, di nomi statunitensi, come si chiamano da noi? 
Alla fine ho trovato il nastro giusto: il duct tape della Saratoga. Funziona! La stanza deve essere completamente buia ma non bisogna adattare molto gli occhi: come sa chi guarda il cielo stellato, gli occhi hanno bisogno di tempo per adattarsi al buio ed è molto evidente la differenza fra guardare il cielo dopo un minuto e dopo 20 minuti. 
Ho notato che i nastri che ho provato e non producono il fenomeno sono made in UE, mentre il Saratoga è made in USA: che ci siano differenze nella composizione della colla? o è solo un caso? Dai commenti postati pare che funzioni anche con certi cerotti, quando si toglie dalla parte appiccicosa il foglietto di protezione: anche qui deve essere importante la marca, i cerotti che avevo a casa non mi hanno mostrato proprio nulla. 

La triboluminescenza è l'emissione di luce prodotta da una sollecitazione meccanica (vedi le voci su wikipedia Triboluminescence  e Triboluminescenza, che però è solo un abbozzo, molto povera): nel nostro caso la separazione dei due pezzi di nastro e la rottura dei legami nella colla. 
Conoscevo la capacità di emettere luce dei cristalli di zucchero spezzati violentemente. Tempo fa avevo provato l'esperienza classica con la caramella Polo: stanza completamente oscurata, ne avevo messa una fra le ganasce di una pinza, dopo aver spento la luce avevo aspettato una quarantina di secondi a occhi chiusi per adattare gli occhi al buio, poi avevo stretto la pinza con un colpo secco spezzando la caramella. Avevo visto una debole luminosità blu. Ho letto che si ottiene lo stesso effetto anche colpendo o schiacciando rapidamente i cristalli di zucchero di canna, scelti perchè sono più grossi di quelli del normale zucchero bianco raffinato, ma non ci ho mai provato. 

Ho cercato le caramelle Polo per rifare l'esperienza e verificare i miei ricordi ma qui intorno non ne ho trovate: le fanno ancora? Comunque già che ero lì ho comperato al supermercato alcuni tipi diversi di caramelle dure contenenti zucchero (ho evitato un pacchetto di caramelle dure di menta che proclamavano orgogliosamente di essere "senza zucchero"; i cioccolatini e la liquirizia che compaiono nella foto non servono per l'esperimento :-). La prova è stata deludente. Solo la caramella Monk's classica ha dato un po' di chiarore, le altre sono rimaste buie. Ora ho un sacco di caramelle.  
Alcune foto di luce emessa dalle Polo si trovano qui. Una analisi del fenomeno è nel post Il buco con la luminescenza intorno del blog PASTEUR, BARNARD & CO. Altri riferimenti sono: Luce dallo zucchero (anche dalle caramelle), Scientific experiments at home: wintergreen candy and other triboluminescent materials - dalla Towson University, Baltimore, Candy Triboluminescence.

Ho approfittato della stanza buia per provare un'altra indicazione che avevo letto: usare un elastico. Ho preso un elastico a banda nuovo, ne ho afferrato un segmento fra pollice e indice  delle due mani e ho tirato velocemente: uhau, il segmento tirato si è illuminato in modo ben visibile! Ho afferrato un altro segmento e di nuovo l'effetto, e così via finchè ho completato il giro e tutto l'elastico è stato tirato. A questo punto  l'effetto è praticamente cessato. 

Nella voce Triboluminescence  su wikipedia si accenna a un sonaglio, una specie di maracas, usata dal popolo Ute, contenente cristalli di quarzo che emettono lampi di luce quando il sonaglio viene scosso e i cristalli sbattacchiati l'uno contro l'altro. Il quarzo è solo uno dei cristalli triboluminiscenti, lo sono anche, per esempio, la fluorite, la magnetite e la sphalerite della foto (scaricata da qui ), elencate in questo sito . 

Il nastro adesivo riserva altre sorprese. Nel 2008 alcuni ricercatori statunitensi hanno sperimentato l'emissione di raggi X da parte di un nastro adesivo posto in una camera a vuoto e srotolato: Lo Scotch per raggi X.  
Non è proprio facile ottenere l'effetto, almeno a scuola: alcuni studenti di quarta e quinta del liceo scientifico "Ulisse Dini" di Pisa ci hanno provato. 
Un nastro adesivo, nè speciale nè costoso, è stato usato per realizzare uno strato di grafene, in una ricerca di Andre Geim e Konstantin Novoselov che hanno ricevuto nel 2010 il Premio Nobel per la fisica. Ecco come è stato usato, nelle parole di Novoselov intervistato da Piergiorgio Odifreddi su Repubblica 
"Mi permetta una domanda ingenua. Una traccia lasciata da una matita, quanti strati di grafene contiene? 
Un centinaio, con una matita normale. Da questo punto di vista, noi non abbiamo fatto niente di speciale: abbiamo usato esattamente una matita, solo un po' migliore di quelle comuni, che ci è costata cento sterline. 
E come avete separato uno strato dai cento? 
Con un rotolo di scotch da due sterline. 
Sta scherzando, Mr. Novoselov! 
Sembrerebbe, ma è andata proprio così! Si mette dello scotch sulla traccia  della matita, e si tira: qualcosa ci rimane sopra, e qualcosa rimane sulla carta. Poi si mette dello scotch sullo scotch, e si tira: qualcosa rimane su uno dei nastri, e qualcosa sull'altro. E si continua, fino a quando su uno degli scotch non rimane che uno strato solo. 
E come si fa a saperlo? 
Questo è il problema. Si trasferisce lo strato su un substrato, che costa dieci sterline, e permette di renderlo visibile a occhio nudo. Il costo totale dell'esperimento fu di centododici sterline...."
Vedi anche Graphite, Scotch Tape And Some Silicon Equals World's Thinnest Balloon. 

Riguardo al grafene Le Scienze ha pubblicato parecchi articoli, ecco qui l'elenco.  Una particolarità divertente è che Andre Geim è l'unico scienziato ad aver vinto sia il premio Nobel (2010) sia il premio IgNobel (2000). E gli vogliamo bene per questo! 


Il nastro adesivo americano, il duct tape o duck tape (Is it duck tape or duct tape?), ha un sacco di usi poco ovvi: alcuni sono stati testati dai Mythbusters  che li hanno confermati (e poi vedi, per esempio duct tape creations   e The Great Outdoors Duct Tape Contest, presented by 3M's Scotch Tough Duct Tape). 

Andare in salita con la ruota che sembra ferma

Il post è stato modificato dopo la pubblicazione

Uso la bicicletta per andare dalla stazione a casa e dato che abito in collina mi tocca affrontare una serie di salitelle. L'ultima è abbastanza impegnativa, metto un rapporto corto e salgo lentamente. Un paio di giorni fa ho fatto un po' più tardi del solito e sono salito che era già buio. Affronto l'ultima salita e non è che guardi il paesaggio, fisso la strada davanti a me, e vedo la ruota anteriore: a un certo punto distinguo abbastanza chiaramente i tasselli del copertone, che è da mountain bike, come se la ruota fosse ferma. Uhm, ferma?! mumble mumble. Mi ricorda i piatti dei giradischi (do you remember giradischi?): sul bordo c'era una specie di scacchiera che veniva illuminata da una lucina lampeggiante e che faceva da riferimento per regolare con precisione la velocità di rotazione del piatto. 

C'è in ballo un effetto stroboscopico. La lucina lampeggiante del giradischi è stata sostituita dai lampioni stradali che evidentemente emettono luce impulsata, penso con la frequenza di 50 Hz della rete elettrica (mi sono accorto che il lampeggiare della luce è a 100 Hz, vedi il post Oops, la ruota strobo rivista e corretta). Lampi a 50 Hz non vengono percepiti come distinti dal sistema occhio-cervello, che percepisce un'illusione di continuità anche con i 25 fotogrammi al secondo delle riprese cinematografiche (e anche con i 18 fotogrammi al secondo delle riprese con il vecchio super 8). 
La ruota gira con una sua frequenza, la luce del lampione ha la sua. Quando le due frequenze sono uguali un lampo illumina un tassello nella posizione 1 e il successivo, lungo il copertone, nella posizione 2 e quello dopo nella posizione 3 - prima che scocchi il successivo lampo di luce, quindi la ruota non è illuminata e non vedo nulla, il tassello che era nella posizione 1 passa nella posizione 2 e quello che era al 2 passa al 3 e un nuovo tassello va alla 1 - dato che i tasselli sono uguali fra loro, il successivo lampo di luce mi mostra una situazione identica alla precedente e sembra che non ci sia stato movimento.   

Ho fatto qualche prova, insieme a Stefano e Francesco. Ho capovolto una bicicletta appoggiando sul pavimento il manubrio e il sellino, in una stanza illuminata solo da un paio di lampade al neon (le finestre sono chiuse e completamente oscurate). Ho messo un rapporto corto e girando i pedali ho visto lo stesso effetto stroboscopico. Allora ho incollato sul copertone striscie di nastro adesivo di carta a distanza regolare e maggiore della distanza fra i singoli tasselli e di nuovo ho girato i pedali. L'effetto strobo (di ruota ferma) c'è ancora, ma a frequenza superiore. Allora ho messo un rapporto più lungo: girando molto velocemente ho trovato l'effetto strobo, ho smesso di "pedalare" lasciando che la ruota rallentasse per conto suo. L'effetto è scomparso, per riapparire dopo un po', a frequenza minore, poi è di nuovo scomparso ed è riapparso ancora. Senza un misuratore di frequenza non so dire quali fossero le frequenze di pedalata, ma mi aspetto che siano multipli interi della frequenza base di 50 Hz. 

Ho fatto una prova anche con una lampada stroboscopica, di quelle che si usano per le feste e costano poco (non quelle da laboratorio). La frequenza della lampada si può regolare ma rimane comunque inferiore ai 50 Hz. L'effetto striscie ferme si vede, è netto, ma in qualche senso mi piace di più quello più "sporco" che si vede con la lampada al neon. 

Annotazioni pratiche. Nella stanza buia in cui abbiamo svolto le prove ci sono due lampade al neon, sul soffitto e vicine l'una all'altra. L'effetto si vede anche con entrambe accese, ma poi abbiamo spento una delle due pensando che se sono leggermente sfasate l'effetto è meno evidente. Non so dire se sia così, dobbiamo fare qualche prova più sistematica. 
La bicicletta ha un tachimetro: un magnete è montato su un raggio della ruota e una bobina fissata alla forcella invia impulsi elettrici alla centralina ad ogni passaggio del magnete. Quando si prepara il tachimetro bisogna digitare la circonferenza della ruota, così la centralina passa dalla frequenza alla velocità. Comunque non ci è stato utile perchè è montato sulla ruota anteriore, che ovviamente rimane ferma durante le nostre prove :-) Lo devo installare sulla ruota posteriore così potrò ricavare dalla velocità la frequenza di pedalata (peccato che non ci sia la possibilità di leggere direttamente la frequenza). 
Ho messo sulla ruota 28 strisce di nastro di carta, e la ruota ha 36 raggi. Dopo aver fatto girare velocemente la ruota e lasciandola rallentare si vedono due effetti strobo, uno per le strisce di carta e uno, a frequenza diversa, per i raggi. 
Mentre effettuavamo le riprese video ci siamo accorti che a volte vedevamo sul display un movimento un po' diverso da quello che vedevamo direttamente. E' che anche il display mostra le immagini con una certa frequenza e questo può generare a sua volta un effetto strobo quando si sovrappone a un fenomeno a sua volta periodico. Il mondo attorno a noi è pieno di ritmi, spesso interconnessi! 

L'effetto stroboscopico viene usato per costruire un tipo di zootropio o zoetropio: qui  c'è la voce di wikipedia italiana e qui quella inglese. Qui sotto c'è un esempio di zootropio che usa proprio un piatto di giradischi, e si vede la "scacchiera" utilizzata per la regolazione fine dei 33 e dei 45 giri al minuto. 

Due zootropi molto grandi: Sisyphish  azionato a pedali e Deeper , entrambi in azione durante un Burning man event  nel deserto del Nevada (ecco il sito per il 2011, si è già svolto). Ed ecco un esempio particolarmente divertente.