LA LUCE  

Pillola N° 21

Cari amici ciechi ed ipovedenti,

in questa pillola di astronomia non sarò io, Andrea Miccoli, a parlarvi ma un altro Andrea – sempre dell’Associazione Pontina di Astronomia – molto più giovane (quasi mezzo secolo di differenza d’età).

Si tratta di Andrea Alimenti, che alcuni di voi hanno già conosciuto qui a Latina. Buona lettura.

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Il 2015 è stato dichiarato l’anno internazionale della luce dalle Nazioni Unite e a seguire anche da tante altre organizzazioni ed associazioni.

Ho deciso quindi di parlare di luce ai partecipanti del corso di astronomia per ciechi ed ipovedenti organizzato dall’Associazione Pontina di Astronomia nel mese di luglio 2015.

Questo testo avrei voluto mandarvelo registrato con la mia voce ed alcune note musicali che sarebbero state riprodotte come esempi per meglio capire alcune sfumature di questo argomento, ma il tempo per fare la registrazione con voce e strumenti non sono riuscito a trovarlo, causa impegni soprattutto universitari.

In parte, riassumo quella bellissima chiacchierata che fu preparata per durare poco più di mezz’ora e che invece, guidata dalle domande dei partecipanti, si allungò per oltre un’ora e mezza.

Di questa riporto qui solo i punti più importanti, il resto rimarrà ovviamente solo un gradevolissimo ricordo per me e i presenti.

Non vi farò qui una trattazione completa sulla luce e sui suoi particolari comportamenti, il ché richiederebbe conoscenze di fisica, chimica, matematica, biochimica, fisiologia, ottica, neurologia, psicologia ed altro ancora che io non ho.

Vi parlerò quindi in generale di luce e colori, sperando di passarvi un’idea scientificamente corretta e, spero, di facile assimilazione.

Ho comunque la consapevolezza che per un non vedente dalla nascita, mai nessun discorso potrà far immaginare un colore così come noi li vediamo.

È opportuno iniziare parlando della luce in sé, cos’è questa strana cosa, una introduzione, per cominciare a capirne qualcosa.

Normalmente si parla di luce quando si indica quella porzione dello spettro elettromagnetico che può essere vista dall’occhio umano.

Ops, già ho usato due parole un po’ scomode, passo passo cercherò di spiegare tutto, non preoccupatevi.

Lo spettro elettromagnetico non è altro che la grande famiglia di tutte le diverse tipologie di radiazioni elettromagnetiche, quindi troviamo qui dentro le onde radio, le microonde sia del nostro forno ma anche quelle che permettono alle varie sonde a spasso nel nostro sistema solare di comunicare con noi a grande distanza, c’è anche l’infrarosso che generalmente ci permette di cambiare canale al televisore senza doverci alzare dal divano, c’è la luce visibile, l’ultravioletto che ci abbronza, i raggi X delle lastre e i raggi gamma che forse è meglio non incontrare.

Cosa distingue però tutti questi componenti dello spettro elettromagnetico?

Beh per adesso accontentiamoci di sapere che sono tutti parenti, che sono tutte radiazioni elettromagnetiche.

Queste radiazioni elettromagnetiche non sono altro che un modo con cui si può propagare dell’energia.

Sarebbe bene ora spiegare anche questa parola: energia.

Questa non è altro che la capacità di poter indurre un cambiamento su un corpo.

Allora è energia un libro che può cadere da una scrivania e schiacciare la formichina che accidentalmente si trova li sotto, ma è anche energia la benzina che noi bruciamo nei motori per far muovere le nostre macchine.

Pensandoci bene tutto ciò che ci circonda è energia, ovvio di diverso tipo, ma pur sempre energia.

E poiché la luce può ad esempio scaldarci, mettere in movimento elettroni od altro anche questa è considerata energia chiamata però, con un parolone, di tipo elettromagnetico.

Questo semplicemente per differenziarla ad esempio dall’energia chimica della benzina, o dall’energia cinetica di una macchina in movimento.

L’idea che per adesso è utile tenere a mente è che la luce visibile è sorella delle microonde, degli ultra violetti, dei raggi x semplicemente perché tutte queste radiazioni permettono il trasporto di energia di tipo elettromagnetico.

L’occhio umano è cieco alla quasi totalità di queste radiazioni. Nessuno può vedere il segnale che esce dall’antenna dei nostri cellulari, anche se questo è praticamente la stessa cosa della luce.

Per capire però cosa differenzia la luce visibile dalle altre radiazioni è necessario fare un bel passo avanti che faremo scordandoci per un poco della luce.

Penso che la maggior parte di voi abbia avuto l’esperienza di trovarsi su una barca, ecco immaginatevi di trovarvi ora a bordo di quella barca.

Per chi non è stato così fortunato è comunque facile capire cosa si prova in mezzo al mare: se ci sono delle onde, e la barca è piccola, ci si sente spostare su e giù.

Alle persone più sensibili questo movimento può facilmente far sentire male, causando nausea e malessere generale chiamato cinetosi.

Comunque immaginate di stare con la vostra barchetta, con motori spenti, in mezzo al mare in una giornata in cui ci sono delle belle onde.

Ecco che come già detto, vi sentirete spostare su e giù.

Ora prendete in mano un orologio, o meglio ancora un timer, e regolatelo in modo che questo suoni dopo un minuto.

Fatto? Ok fate partire l’orologio e nel frattempo iniziate a contare quante volte avete fatto su e giù nella vostra barca per colpa delle onde.

Ogni volta che avete fatto su e giù vuol dire che è passata un’onda completa, quindi quando contate i vostri movimenti completi, state in realtà contando quante onde passano sotto di voi.

Ora l’orologio suona, è passato un minuto! Quante onde avete contato? 20? 30? 40?

Ecco, il numero che avete è la frequenza delle onde! Questo è un primo concetto da ricordare: la frequenza.

In realtà per essere un pochino più corretti, in fisica normalmente non si contano le onde che passano ogni minuto, ma si fa il conteggio delle onde ogni secondo.

Ma poiché manualmente è difficile contare le onde al secondo, noi impostiamo il timer ad un minuto, una volta effettuato il conteggio dividiamo il numero ottenuto per 60, che sono i secondi presenti in un minuto, ed otteniamo la frequenza così com’è definita in fisica.

In modo simile immaginate che sia possibile misurare anche la lunghezza di un’onda, cioè lo spazio che c’è ad esempio tra due creste consecutive di un’onda, o quello tra due ventri di un’onda.

Il ventre è la parte “bassa” di un’onda, cioè quando noi ci sentiamo andar giù, mentre è detta cresta la parte più alta, quella che ci solleva con tutta la nostra barca.

Ovviamente le onde non sono ferme ad aspettare che noi con un metro ne possiamo misurare la lunghezza, esisteranno quindi altri metodi, ad esempio scattando una foto.

L’importante comunque è capire cos’è la lunghezza d’onda e che questa è in qualche modo misurabile.

Infine sempre sulla nostra barchetta ci può venir la curiosità di misurare quanto vanno veloci le onde sotto di noi.

Questo lo si può misurare facilmente, ad esempio cronometrando il tempo che un’onda impiega per passare due punti (ad esempio due scogli) a distanza nota.

Dividendo lo spazio tra questi punti e il tempo misurato si ottiene la velocità dell’onda.

Abbiamo ora compreso il significato di frequenza, lunghezza d’onda e di velocità di propagazione.

Siamo pronti per fare un bel passo avanti, lasceremo ora le onde del mare, per passare ad onde di diverso tipo… ma non dimentichiamoci comunque della nostra barca che ci tornerà nuovamente utile.

Ora iniziamo a parlare di onde sonore.

Il suono si propaga tramite delle onde che nessuno vede, delle onde di cui nessuno può, senza particolari strumenti, cercare di contare frequenza e misurare lunghezza e velocità.

Queste sono delle onde di pressione che si possono propagare più o meno facilmente in diversi mezzi e materiali, ad esempio aria, acqua, metalli ed altro.

Queste onde però oscillano così rapidamente che senza l’utilizzo di strumenti esterni noi non possiamo renderci conto di che frequenza queste siano.

I suoni che noi udiamo hanno infatti frequenze comprese tra i 20 Hz e i 20000 Hz.

Hz si legge Ertz ed è l’unità di misura della frequenza.

Dire 20 Hz vuol dire che queste onde fanno 20 oscillazioni al secondo. Cioè se ci fosse una barca che potesse galleggiare sulle onde del suono noi li sopra conteremmo 20 onde ogni secondo, o meglio 1200 onde ogni minuto. 20000 Hz invece vuol dire contare 20000 onde ogni secondo.

Capite che è difficile contare tante oscillazioni così rapide.

In realtà noi tutti abbiamo uno strumento meraviglioso che permette di distinguere queste diverse frequenze.

Sto parlando del nostro orecchio! Grazie a lui noi associamo ad ogni frequenza sonora uno stimolo e sensazione uditiva diversa.

Ecco che senza rendercene conto quando arriva al nostro orecchio una frequenza bassa, tipo quella del contrabasso, noi sentiamo un suono grave, mentre quando veniamo investiti da un’onda sonora a frequenza elevata, come quella del violino, noi sentiamo un suono più acuto.

Il nostro orecchio però non può percepire suoni di qualunque frequenza, noi veniamo continuamente investiti da onde sonore che hanno frequenza maggiore di 20000 Hz ma non ce ne rendiamo assolutamente conto!

Siamo tutti sordi a queste frequenze dette ultrasuoni.

Ma poiché non tutti gli orecchi sono uguali, ecco che molti animali come i cani o i pipistrelli riescono a sentire anche queste frequenze.

Per la luce il discorso è lo stesso, ma abbiate pazienza che ci arriviamo con calma.

Prima di andare avanti vi faccio un’altra domanda: siete mai andati ad un concerto?

O comunque avete mai ascoltato più strumenti suonare dal vivo?

Ecco, sicuramente in quell’occasione, anche se magari vi trovavate lontani dai musicisti, siete riusciti ad ascoltare le note emesse da ogni singolo strumento tutte insieme con i giusti tempi.

Mi spiego meglio, note che venivano suonate insieme magari da un violino e da un contrabbasso arrivavano al vostro orecchio tutte insieme, questo vuol dire che le note, cioè i suoni emessi da qualsiasi strumento percorrono nello stesso tempo la distanza che separa noi dal palco e cioè che i diversi suoni vanno tutti alla stessa velocità!

Questo è un regalo bellissimo che ci fa la natura, se così non fosse non avremmo mai potuto ascoltar musica: ogni suono sarebbe arrivato al nostro orecchio con un ritardo diverso.

Con questa rassicurante e piacevole considerazione ci fermiamo qui altrimenti questa pillola diventa troppo lunga e potrebbe spaventare i più pigri che finirebbero per non leggerla neppure.

Anche con la prossima pillola continueremo a parlare della luce ed in particolare di come nascono i colori che esistono in terra, in cielo ed in tutto l’universo.

Cercherò di semplificare i concetti facendo ancora dei parallelismi con le note della nostra cara musica.

Prima di lasciarvi vi comunico che il 3 dicembre si celebra in tutto il mondo la Giornata Mondiale delle Persone con Disabilità.

Noi dell’Associazione Pontina di Astronomia a Latina ci siamo messi in moto per onorare questa Giornata con tutte le nostre forze.

Mettiamo in campo tutto ciò che abbiamo costruito fino ad oggi non solo per la disabilità visiva ma anche per i disabili motori (carrozzine).

Per questi ultimi abbiamo modificato in modo particolare i nostri telescopi per permettere la visione telescopica anche a chi sta sulla sedia a rotelle.

Per quanto riguarda voi, amici ciechi ed ipovedenti, molti di voi hanno già partecipato alla settimana di astronomia che realizziamo in estate.

Il 3 dicembre sarà una giornata unica, in cui tutti gli strumenti potranno essere conosciuti ed osservati personalmente ma senza le complete spiegazioni finalizzate alla comprensione di ogni fenomeno rappresentato.

Sicuramente, però, non lasceremo da soli gli eventuali interessati che volessero fermarsi qui a Latina per più di una giornata.

Il programma ufficiale lo troverete nel sito www.astronomiapontina.it

La partecipazione è gratuita.

Spero con questa pillola di non avervi annoiato.

Invio a tutti un caro saluto,

Andrea Alimenti

andreaalimenti@libero.it
Cell. 349 6521625