Considerazioni su alcuni esperimenti
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Materiali che assorbono le onde elettromagnetiche
Fotogrammi con otturatore veloce
Il generatore omopolare di Faraday
Generatore di corrente a frizione
E' noto che un intenso campo magnetico o elettrico è in
grado di polarizzare la luce, (rispettivamente effetto Faraday e
Kerr). Dal momento che non avevo accesso a campi così forti, ho
pensato che un fulmine potesse generare abbastanza corrente e quindi
un forte campo magnetico che potrebbe polarizzare la luce emessa.
La foto fu scattata durante un temporale estivo utilizzando una 35mm con uno zoom 35-85 regolato a circa 40mm. La pellicola aveva una sensibilità di 100 ASA e l'obiettivo era chiuso sul 4. Un filtro polarizzato era posto di fronte all'obiettivo. Sono state scattate diverse foto con il filtro ruotato secondo angoli diversi. Le tendine erano tenute sempre aperte finché uno o più lampi non apparvero nel campo visivo. Sul totale delle foto scattate solo una mostrava chiaramente l'effetto della polarizzazione della luce. Il risultato appare essere una cancellazione della porzione centrale del fulmine, probabilmente dove il campo magnetico è più intenso. Un secondo fulmine sulla destra mostra lo stesso effetto. Sfortunatamente non ho avuto l'occasione di replicare l'esperimento e questa è l'unica prova disponibile.
MATERIALI CHE ASSORBONO LE ONDE ELETTROMAGNETICHE
Se provate a
schermare una bobina di un oscillatore con un foglio metallico
otterrete un'alterazione della frequenza di oscillazione e
probabilmente anche una diminuzione dell'ampiezza a causa del fattore
di smorzamento introdotto dallo schermo. Una soluzione sperimentata è
quella di avvolgere la bobina con un materiale semiconduttivo. Tale
materiale è stato preparato utilizzando un foglio di carta coperto di
grafite steso con una matita morbida. Il tipo di matita e lo spessore
dello strato depositato danno il grado di conducibilità.
Incidentalmente, questo schermo funziona anche contro campi esterni:
vale a dire che un campo elettromagnetico non si accorgerà della
presenza di un oggetto metallico se schermato da un materiale
semiconduttivo. Un'altra sorgente di materiale adatto allo scopo sono
i nastri per registrare: i nastri all'ossido di ferro o all'ossido di
cromo vanno bene come pure i nastri VHS. Se si avvolge l'oscillatore
con tali nastri si provoca solo un modesto smorzamento ma con il
vantaggio che si può calibrare l'effetto schermante semplicemente
avvolgendo più o meno nastro. Ho
provato anche il sottile foglio conduttore di un condensatore
precedentemente smontato ma la conduttività è troppo alta:
probabilmente occorre uno strato metallico ancora più sottile. Questi
esperimenti sono vecchi di parecchi anni e non ho avuto occasione di
sperimentare con i nuovi nastri metallici usati per le registrazioni
"HiBand".
E' possibile che l'aereo invisibile Stealth non sia rivelato dai radar perché è "verniciato" con materiale semiconduttivo e le microonde sono assorbite e trasformate in calore piuttosto che riflesse. La miglior soluzione sarebbe quella di avere una vernice multistrato: lo strato immediatamente in contatto con il corpo dell'aero avrà una conducibilità relativamente alta mentre un secondo strato, più esterno, avrà una conducibilità minore.
Un suono può dare
l'impressione di muoversi da un altoparlante ad un altro, se il
livello del suono è lentamente abbassato nel primo e lentamente alzato
nel secondo. Tenendo presente questo principio, ho progettato un
modulatore che varia il livello del suono mandato a tre altoparlanti,
in sequenza. Il processo è ripetuto per l'altro canale di un sistema
stereo per un totale di 6 altoparlanti. Posizionando opportunamente
gli altoparlanti stessi, sarete in grado di sentire una tale
profondità e spazialità del suono che farà sembrare il più sofisticato
sistema "surround" piatto e noioso. Il periodo di rotazione
del suono dovrebbe essere regolabile tra 1 e 10 secondi in funzione
del tipo di musica ascoltata e delle dimensioni della stanza. Questo è
stato ottenuto attraverso un circuito che genera un segnale
triangolare che pilota una lampadina a incandescenza. Una seconda onda
triangolare è fatta partire quando la prima raggiunge il picco e il
picco della seconda farà partire una terza onda triangolare;
quest'ultima farà partire la prima e così via. Ciascun circuito
piloterà la propria lampadina (12V 50mA) con una (due per un sistema
stereo) fotocellula al solfato di cadmio posta a contatto con la
lampadina stessa. La fotocellula varierà così la sua resistenza e
quindi il livello della musica inviato agli amplificatori finali. Vi
occorreranno naturalmente anche 6 amplificatori finali, ciascuno dei
quali pilotato dal circuito mostrato nel disegno. L'ingresso (input)
proviene dal preamplificatore. L'elemento al solfato di cadmio è
piuttosto lento ma funziona egregiamente in questa particolare
configurazione. La lampadina non si spegne mai completamente in modo
da rendere più veloce la reazione della fotocellula e, per evitare
l'effetto di "pompaggio", le alte frequenze del segnale sono bypassate
e non vengono modulate. La lampadina non viene neanche accesa
completamente: in questo modo si allunga la vita della lampadina e si
fornisce la giusta frequenza di taglio per il circuito. Con questo
sistema sarete in grado di ricreare un vero eco e gli effetti più
incredibili possono essere realizzati semplicemente ponendo un
altoparlante in un'altra stanza o mischiando il canale destro con il
sinistro. Dopo un po' non vi piacerà più sentire la musica nel modo
tradizionale, anche se ho notato che la voce suona in modo innaturale
se va a spasso per la stanza quindi il sistema non si presta per la
riproduzione di brani vocali (ad eccezione dello yodel). La stessa
lampadina può pilotare sia un altoparlante del canale sinistro che un
altoparlante del canale destro. Il circuito originale usava un totale
di 16 transistor e fu costruito molti anni fa. Una nuova versione
potrebbe usare i circuiti DSP (Digital Signal Processing) con il
vantaggio di avere una maggiore qualità e versatilità come anche la
possibilità di escludere uno dei canali da tale effetto, oppure
variare la profondità della modulazione oppure ancora di poter
pilotare indipendentemente il canale sinistro e il canale destro. Il
sistema non si prevede economico: non tanto per il costo degli
amplificatori finali quanto per il costo delle casse acustiche,
inoltre, il sistema si adatta meglio ad essere utilizzato in ampi
spazi. Sei casse acustiche ammucchiate in uno spazio ristretto non
sono una bella vista e non daranno l'effetto migliore.
Tutto questo è cominciato con
l'idea che palloncini caricati negativamente s'innalzassero
autonomamente nell'aria che è dotata di una carica positiva. In
effetti l'idea non sembra aver funzionato, forse perché la tensione
usata era troppo bassa (-30KV) o semplicemente perché l'idea di
partenza non era giusta. Si è ottenuto invece il risultato inaspettato
di vedere i palloncini elettrizzati attaccarsi al soffitto per un
tempo abbastanza lungo, diversi giorni in certi casi.
Per caricare elettricamente un palloncino è necessario strofinarlo contro una stoffa, tenda, tappeto, qualsiasi cosa insomma o toccare lo schermo di una TV accesa. Impartire quindi al palloncino una leggera spinta in modo che raggiunga il soffitto dove si dovrebbe fermare e non cadere giù. La parte critica è quella di calibrare bene la spinta; deve arrivare al soffitto in maniera dolce: se la spinta è troppo debole non riuscirà a raggiungere la superficie, se è troppo forte, rimbalzerà e tornerà giù. Se avete difficoltà con un palloncino provate con un altro colore: sembra che il colore del pigmento alteri in qualche modo le proprietà elettriche della gomma e questo potrebbe essere il motivo per cui i palloncini bianchi sono più difficili da mettere in "orbita". L'effetto può essere usato per scopi didattici o semplicemente come passatempo: la sorpresa è garantita.
FOTOGRAMMI CON OTTURATORE VELOCE
Se regolate l'otturatore della macchina
fotografica a 1/1000 e oltre, sarete in grado di registrare il momento
in cui una lampadina si spegne tra un impulso di luce e l'altro. Come
è noto, le lampadine emettono luce ad impulsi con una frequenza doppia
di quella di rete: 120Hz negli Stati Uniti e 100Hz in Europa. Il
nostro occhio è incapace di seguire queste veloci pulsazioni ma una
macchina fotografica propriamente regolata può mostrare cosa succede
esattamente nell'arco di uno o due impulsi. I fotogrammi a sinistra
sono stati ottenuti con l'otturatore sistemato su 1/1000 e con
l'obiettivo completamente aperto, anzi, se eliminate del tutto
l'obiettivo la foto riesce meglio poiché l'immagine deve essere
totalmente fuori fuoco. Le tendine della macchina fotografica
impiegano un certo tempo per attraversare l'area della pellicola e
questo tempo, 1/60 di secondo nel mio caso che corrisponde a 16.7
msec, diventa la "base dei tempi" della foto. In questo caso
specifico, il laboratorio dove ho fatto stampare i negativi ha
tagliato circa il 10% dell'area quindi la base la base dei tempi si è
ridotta ulteriormente a 15 msec ma abbastanza per registrare le
variazioni di velocità di differenti tipi di lampadine. Si consiglia
di usare una pellicola sensibile: quella usata per l'esperimento aveva
una sensibilità di 1600 ASA e dovete avvicinarvi il più possibili alla
sorgente di luce, possibilmente ad una delle estremità dei tubi
fluorescenti. Macchine fotografiche con le tendine verticali sono meno
consigliate per questo esperimento e macchine con l'otturatore
nell'obiettivo sono totalmente inadatte. Lo scopo originale
dell'esperimento era di vedere se si verificava un cambio dei colori
nella luce emessa all'inizio e alla fine di ciascun impulso,
specialmente in relazione alle lampade fluorescenti, tuttavia non
sembra che vi sia una qualsiasi alterazione dei colori. Non perdete
tempo a fare foto alle lampade fluorescenti elettroniche: lampeggiano
ad una velocità troppo alta e le macchine fotografiche sono troppo
lente per loro. E' anche inutile fotografare le comuni lampade ad
incandescenza poichè l'inerzia termica del filamento non riesce a
seguire bene l'andamento della tensione della rete elettrica e le
macchine fotografiche non vedrebbero quasi nessuna differenza.
Aggiornamento:
mi è stato segnalato che in effetti esiste un cambiamento di colore
nei tubi al neon tradizionali. Sono state fatte quindi una serie di
prove con una telecamera con un tempo dell'otturatore ridotto a
1/10000 di secondo. Effettivamente c'è un cambio di colore come si
vede dell'immagine a fianco. La parte sinistra è il colore normale
mentre a destra è il colore che il neon ha per un tempo brevissimo.
Non è stata possibile una riproduzione fedele del colore, l'originale
infatti tende un po' all'arancio.
Qualsiasi tipo di plastica si deforma facilmente se viene
allungata o tirata. Se tagliate delle striscioline di plastica sottile
larghe 6mm e lunghe 10cm, troverete che si allungherà fino a 3 volte,
se provate a stirarle utilizzando semplicemente le mani anche se
occorre un po' di pratica per impedire che si rompi. La larghezza
della plastica allungata tenderà a diminuire, fino a 2 o 3 volte la
larghezza originale e lo stesso vale per lo spessore, ma non sempre:
se l'operazione viene eseguita su dei nastri video troverete che lo
spessore in effetti aumenta fino al doppio della misura originale. La
differenza principale tra la plastica normale e quella allungata è che
quest'ultima mostra delle proprietà meccaniche più stabili e si
deforma più difficilmente e potrebbe diventare il supporto ideale per
nastri audio e video. Sono stato sorpreso nello scoprire che i normali
nastri audio e video potevano essere facilmente allungati, il che vuol
dire che non hanno subito nessuna operazione di pre-allungamento. Le
plastiche più adatte potrebbero essere tagliate a predeterminati
valori di larghezza e spessore quindi allungate sotto controllo
termico ottenendo così un film sottile dalle ottime proprietà
meccaniche. Il nastro risultante sarà più sottile dei nastri
attualmente in uso con la possibilità quindi di avere bobine più
lunghe con una migliore qualità di registrazione dovuta alla presenza
di un supporto meccanico più stabile. La velocità di allungamento e la
temperatura sono i due fattori importanti che influenzeranno la
qualità finale del prodotto e diventa necessario un certo grado di
sperimentazione per ottenere un risultato ottimale. Come tipo di
plastica da usare, si può partire proprio dalle plastiche utilizzate
per i nastri video e audio.