ESPERIMENTI INTERATTIVI ED EXHIBIT

I CAMPI AD ALTA FREQUENZA


foto della dinamo di Pacinotti

In questa foto si vede una lampada fluorescente che, dentro un forno a microonde, immersa in acqua e senza fili, si accende.
Pur essendo l'acqua il migliore assorbitore dell'energia del campo elettromagnetico alla frequenza di 2,4 GHz, il campo all'interno della cavità del forno è così intenso che anche in seno ad una massa di acqua avvengono fenomeni di ionizzazione a valanga del gas all'interno della lampada.


ritratto di Pacinotti con la sua prima 'Macchinetta'

Vediamo ora un esperimento straordinario. Cliccare sulla foto. Si è introdotto nel forno uno stuzzicadenti di legno che era stato bruciato con la fiamma di un accendisigari e aveva ancora un po' di brace all'estremità.

 

L'energia dell'intenso campo elettromagnetico dentro la cavità del forno provoca la ionizzazione a valanga dell'aria, e si formano delle palle di plasma che vagano per il forno. Questo fenomeno ricorda molto le descrizioni degli ubiqui fulmini globulari, la cui esistenza e causa non sono generalmente accettate.


foto di un altoparlante

Vi trovate nella necessità di distruggere irreparabilmente un CD audio o un CD-ROM compromettente?

Fai clic sulla foto per vedere come fare.

 

foto delle due parti di un auricolare di una cuffia

Innumerevoli altri esperimenti con i campi ad alta frequenza si possono fare dentro un forno a microonde..., ma anche fuori. In questa fotografia abbiamo un piccolo generatore di alta tensione, con la quale si possono ottenere scintille. Esso è collegato ad un filo isolato, l'antenna (è il filo rosso); una radio è posta nelle vicinanze. Fai clic sulla foto. Si tratta di un esperimento di trasmissione di segnali via onde elettromagnetiche. Il segnale alla base dell'antenna è riportato nella fotografia seguente.


foto di un auricolare di una cuffia

e si vede che è una tensione alternata a frequenza molto alta (circa 2 MHz) fortemente smorzata. Ciò che accade è il fatto seguente: i segnali viaggiano sui conduttori isolati ad una velocità uguale a quella della luce. Quindi sull'antenna, alla cui base vi è la tensione riportata, vi è una perturbazione che oscilla su e giù con la stessa frequenza. Tale perturbazione equivale in un certo senso ad una speciale nuvola di cariche che si muovono in modo accelerato. Quindi si ha irraggiamento. Il fatto che l'onda sia smorzata è la dimostrazione che energia va perduta oltre che in piccola parte nella resistenza ohmica dell'antenna, soprattutto per irraggiamento.


MISURIAMO LA VELOCITA' DELLA LUCE CON IL FORNO A MICROONDE
foto di un piccolo trasmettitore radio a scintilla, costruito con pezzi di recupero

La velocità di una perturbazione elettromagnetica, o di un segnale, su conduttori nudi immersi in aria è uguale alla velocità della luce c. Alimentando una linea di due fili paralleli con un segnale sinusoidale a radiofrequenza di frequenza f nota, esisteranno dei valori definiti della lunghezza della linea per i quali esisterà su di essa un sistema di onde stazionarie. Da quei valori si deduce subito la lunghezza d'onda λ, e poiché nel tempo di un periodo T = 1/f la perturbazione percorre un cammino pari a una lunghezza d'onda λ la velocità è:

V=f.λ
Fai clic sulla foto per vedere l'esperimento.

 
 

La lampadina al neon si accende quando nella lunghezza della linea vi è un sistema di onde stazionarie comprendente un numero intero di mezze lunghezze d'onda. La lampadina al neon segnala massimi ad intervalli di 6,1 cm. Quindi λ= 12,2 cm. La frequenza del forno a microonde è di 2450 MHz (è scritta nella targhetta posteriore); da cui v = 2,98 . 1010 cm/s, che è prossima al valore noto per la velocità della luce.


LA RIVELAZIONE DEL CAMPO A MICROONDE
foto di un ricevitore radio domestico a valvole degli anni '30

Ed ora il più semplice rivelatore del campo elettromagnetico ad altissima frequenza  generato dal forno a microonde: un dipolo lungo 6,1 cm (λ/2, una striscia di piastra per circuito stampato), un diodo al germanio a punta di contatto e due piccoli induttori (Xl =w . L =  150 Ohm se L = 10 nH) per impedire che il segnale a radiofrequenza venga cortocircuitato dallo strumento di misura.
Fai clic sulla foto per vedere cosa succede. La sensibilità di questo sistema di rivelazione è molto alta: circa 100μW a fondo scala.

 

exhibit precedente