a cura della prof. Nora Caracci
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Se ti hanno già parlato di quelle piccole cose che compongono la materia e che si chiamano atomi, se ti hanno detto che sono fatti di un nucleo centrale intorno al quale ruotano delle piccole particelle chiamate elettroni, se qualcuno ti ha informato che di atomi ne esistono un certo numero di tipi e per ciascuno di questi c'è una struttura particolare che li distingue, ma soprattutto se sei un tipo curioso, ti suggeriamo un piccolo esperimento che ti potrà chiarire molte cose. |
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Potrai rispondere a domande come queste: |
Perché ogni tipo di atomo ha una struttura che lo distingue dagli
altri?
In che cosa consiste questa struttura?
E come si spiega?
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Ecco come si può procedere per "entrare" nell'atomo e osservarlo da vicino: |
- per prima cosa
prendiamo una sedia (leggera) e immaginiamo che essa
sia il
nostro atomo
- cerchiamo ora il suo "cuore" individuando il suo baricentro per esempio cercando il punto di appoggio che permetta di tenerla in equilibrio tenendola sollevata con un dito: se siamo fortunati questo punto si troverà da qualche parte nel sedile; altrimenti, (il baricentro potrebbe trovarsi fuori dalla sedia, come il "cuore" di una ciambella che è nel mezzo del buco) la si può appendere in due punti diversi, tracciare poi col filo a piombo le due verticali passanti per tali punti e trovare il punto d'incontro di queste verticali
- posiamo ora la
sedia sul pavimento in tutte le posizioni di equilibrio che
essa ammette: sulle quattro gambe,
di fianco, ecc.
- per ciascuna
posizione di equilibrio andiamo a verificare la distanza del
baricentro dal pavimento (misurandola
e annotandola)
- nel frattempo costruiamo una classifica di stabilità di tutte le posizioni trovate (saranno più stabili quelle più difficilmente disturbate da tentativi esterni di cambiarle, viceversa, saranno meno stabili quelle sulle quali si può intervenire con poca fatica per cambiarle)
- individuiamo,
se ci sono, posizioni simmetriche (due o più dello stesso
tipo, con la stessa distanza del
baricentro dal pavimento)
- cerchiamo una rappresentazione grafica che riassuma tutte queste
informazioni in modo chiaro
ma sintetico
- cambiamo tipo di sedia e ripetiamo tutte le operazioni precedenti
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Guardiamo ora i dati che abbiamo raccolto e le osservazioni che se ne possono trarre: |
una sedia ha un numero preciso di posizioni di equilibrio
ogni posizione di equilibrio (alcune sono multiple) è caratterizzata da una certa "altezza" del baricentro rispetto al pavimento
ci sono posizioni più stabili, altre meno (c'è una relazione tra la stabilità e l'altezza del baricentro?)
ogni tipo di sedia ha una sua caratteristica "serie" di equilibri (con particolari altezze del baricentro)
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Ricordando che le sedie erano una simulazione degli atomi, cosa possiamo concludere? |
(SUGGERIMENTO: provare a tradurre i vari termini usati per le sedie in modo che si adattino agli atomi)
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Questa esperienza si può svolgere a qualunque livello scolare purché certi termini e certi concetti vengano opportunamente introdotti (ma non sono molti) e, come si può vedere dalla sua descrizione, non richiede particolari attrezzature. |
N.B.: Questa esperienza è nota come "SEDIA DI PIEKARA" dal nome del fisico polacco che la ideò. Questa descrizione ne è una sintesi semplificata per renderla adatta anche a bassi livelli scolari. Volendo approfondire, si veda l'originale (Arkadiusz Piekara - Nowe Oblicze Optyki (La nuova faccia dell'ottica) - Varsavia 1976)
Prof. Nora Caracci e-mail: caraccin@libero.it
Istituto d'Istruzione Secondaria Superiore "Alberti - Da Vinci" Savona