Un giorno a Etnaland: Giostre ……e non solo
La nostra gita a Etnaland effettuata il 24 aprile ha avuto un duplice scopo: didattico e tanto divertimento, ma non avevamo preventivato che potessimo divertirci studiando.
Appena arrivati, abbiamo sentito fortemente il richiamo delle mille giostre, ma ad attenderci c’era la nostra sapiente guida che ci ha accompagnati in un fantastico viaggio in 4D nello spazio. A bordo di una navicella ci siamo inoltrati nello spazio profondo, abbiamo sfiorato l’impronta lasciata da Neil Armstrong sulla Luna, accarezzato Mercurio e ci siamo lasciati riscaldare dal Sole. Dopo un po’ di peripezie siamo atterrati sul Pianeta rosso per poi lasciarci sfiorare da migliaia di asteroidi. Alla fine del viaggio, spettacolare, tutti noi abbiamo superato egregiamente il test di valutazione della nostra capacità di attenzione.
Nella stessa aula ci sono state comunicate le informazioni e le indicazioni per sperimentare, a bordo di Quasar (una giostra didattica) forze e accelerazione. Quasar è una piattaforma discoidale che ruota attorno al proprio centro mentre oscilla con ampiezza via via maggiore, muovendosi su un binario a forma di U posizionato verticalmente
Curiosi e impazienti ci siamo diretti verso la giostra, con in mano penna, calcolatrice e fogli. Quasar ci ha permesso di sperimentare i moti oscillatorie i moti circolari, il tipo di forze che agiscono durante una sua corsa, di approfondire lo studio delle composizioni di moti e analizzare grandezze vettoriali e scalari che s’individuano nel corso del moto.
Ci siamo concentrati sulla velocità, considerando sia il moto della pedana sul binario a forma di mezzaluna, sia il moto rotatorio della pedana attorno al proprio centro, analizzando le situazioni in cui i vettori V (velocità di traslazione) e v (velocità di rotazione) agiscono lungo la stessa direzione, con lo stesso verso ma anche con verso opposto. La risultante della somma vettoriale tra le due velocità si traduce in una minore o maggiore velocità:
a) la velocità di traslazione è massima nel punto centrale. Operando un parallelo con il moto di un pendolo, al passaggio per il centro si registra il valore minimo dell’accelerazione (nulla)
b) Un osservatore a terra vede muoversi una persona su Quasar con maggiore velocità quando le due velocità sono parallele;
c) La velocità di traslazione si annulla agli estremi, mentre quella di rotazione è costante.
Operando un parallelo con il moto di un pendolo, la massima accelerazione si verifica in prossimità dei punti di inversione del moto
Dall’osservazione di un momento della corsa (con vista laterale e dall’alto) abbiamo poi desunto le forze che agiscono durante un’esperienza di questo tipo: forza d’attrito, forza centripeta, forza peso e forza centrifuga.
Infine ci è stato chiesto di esprimere le sensazioni provate durante la corsa, se abbiamo avvertito diminuzione o aumento di peso, se ci siamo sentiti trascinare verso il basso e con quale intensità ecc.
IL LASER SHOW
Nel pomeriggio, puntuali all’appuntamento con la nostra guida, ci siamo recati nell’aula dove ci è stato spiegato il laser e dove abbiamo poi assistito allo spettacolo di un fascio continuo di colori e di animazioni propagatesi in un mezzo costituito da vapore che ci ha avvolti e incantati.
Il laser (light amplification by stimulated emission of radiation) è una sorgente di radiazioni con frequenza che va dalle microonde (Maser) ai raggi X, con caratteristiche particolari di monocromaticità, direzionalità, coerenza (relazione di fase) e brillanza (un laser di modesta potenza è milioni di volte più brillante di una comune lampadina già brillante).
Il laser di Etnaland impiega le lunghezze d’onda del campo del visibile (dal rosso al viola).
Scoperto 50 anni fa, è ancora oggi oggetto di intenso sviluppo. L’estrema versatilità nasce dall’ampio intervallo di lunghezza d’onda e di potenza. Le principali applicazioni si hanno nel settore delle telecomunicazioni, lavorazioni meccaniche, medicina, monitoraggio ambientale, conservazione beni culturali. E’ un ottimo strumento di lettura (lettura codice a barre, lettori di compact disk, DVD, blu ray, ecc.)
Il funzionamento del laser si basa sull’amplificazione della luce mediante emissione stimolata di radiazione:
a) In un tubo contenente gas (esempio il tubo al neon) si induce una scarica elettrica. Gli elettroni che dal catodo vanno all’anodo collidono con gli atomi del gas che, eccitati, emettono fotoni in tutte le direzioni per poi tornare allo stato fondamentale
b) In presenza di un elevato numero di atomi eccitati può verificarsi un fenomeno di “emissione stimolata” per cui il fotone emesso dal primo atomo stimola il secondo a emettere e così via in una specie di emissione a catena. La luce emessa viene amplificata ad ogni interazione con un atomo eccitato. In questo caso gli atomi non emettono più per conto proprio, ma sono stimolati ad emettere dall’emissione di un altro atomo eccitato: l’emissione dell’atomo 
stimolato avviene nella stessa direzione della luce stimolante
c) Se gli atomi sono racchiusi in un tubo delimitato da due specchi, la luce prodotta per emissione stimolata si propaga in direzione perpendicolare agli specchi, continua a rimbalzare fra i due specchi, venendo amplificata ad ogni passaggio. Se poi uno degli specchi è reso parzialmente trasparente sarà possibile estrarre un fascio di laser
L’emissione stimolata era stata prevista già da Einstein nel 1917. Non esiste un campo delle scienze e della tecnica che non sia stato influenzato dal laser e continuerà ad esserlo ancora per molto tempo. Ciò rende il laser una delle scoperte più importanti delsecolo scorso.
La nostra intensa giornata a Etnaland è trascorsa velocemente, siamo rientrati stanchi ma soddisfatti e consapevoli che studiare non è poi così male….
Gli alunni del Liceo Scientifico di Francofonte partecipanti alla gita