LA STRANA BOLLA

Considerazioni su alcuni esperimenti

Internet Explorer: per la traduzione delle didascalie portare il cursore sull'immagine - Firefox: cliccare sul destro e vedere "informazioni immagine"

Il fulmine polarizzato

Materiali che assorbono le onde elettromagnetiche

Suono multidimensionale

Palloncini elettrificati

Fotogrammi con otturatore veloce

Plastica allungata

Il generatore omopolare di Faraday

 Generatore di corrente a frizione

Motore sincrono toroidale

IL FULMINE POLARIZZATO

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.

SUONO MULTIDIMENSIONALE

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.

PALLONCINI ELETTRIFICATI

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.

PLASTICA ALLUNGATA

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.

       Cos'altro?  Piuttosto torno in superficie

 Contatto:togliere s dall'indirizzo

---