Scarica il PDF del numero 0 - " Galileo Galilei" Catania

Anno 1, Numero 0 –Maggio 2006
WWW.liceoscientificogalilei.catania.it, [email protected]
Redazione
Direzione: Prof.A.Guarrera
Capo redattore: Leonardo Linguaglossa
Matematica: Laura Gallo, Sergio Nucita
Fisica:Stefano Chisari
Biologia, Chimica, Medicina:Prof.La Villa, Lucia Testa,
Laura Salemi , Martina Guarrera
Informatica:Fabio Battaglia, Giuseppe Mazzola
Art Director: Laura Gallo, Daniela Pellegrino, Laura Salemi
FEYNMAN
Rivista di Scienze del Liceo Scientifico Galileo Galilei di Catania
Piattaforma E-Learnig BSCW: http://bscw.fit.fraunhofer.de
Una rivista di scienze?
FISICA
di Prof.A.Guarrera
di Leonardo Linguaglossa
4A
“La RIVISTA deve essere un foglio dove
capire eventi scientifici che hanno per
protagonista l’uomo, il suo pianeta e l’intero
universo”
”
La
cultura scientifica è qualcosa
sempre a divenire e fa parte ormai del
nostro quotidiano, i metodi della scienza
sono ormai universalmente riconosciuti,
nei centri di studio e di ricerca si sviluppano teorie, si mettono a confronto ipotesi,
si aprono nuove strade. Di tutte queste
attività alcune giungono a noi altre restano per gli addetti ai lavori, di molte altre
ne vediamo solo i risultati nelle applicazioni, abbiamo quindi ritenuto importante
aprire una sorta di finestra, la rivista appunto, sugli aspetti o i temi dell’odierna
ricerca scientifica, senza però dimenticare
la storia della scienza e tutto quello che
c’è alla base delle attuali conoscenze.
La rivista che intendiamo fare ha un
(Continua a pagina 4)
Chi vuole pubblicare un articolo su questa
rivista può spedirlo a
[email protected] oppure rivolgersi
ad un componente della redazione.
ANNIVERSARI
di Stefano Chisari
2B
Ettore
I RAGGI COSMICI AL GALILEI
Extreme Energy Events-la scienza nella scuola
a foglie e intraprese un viagLa nostra atmosfera è continuamente troscopio
gio che dimostrò come la quantità di
bombardata da radiazioni che provengono
particelle cariche (e quindi di radiaziodall’esterno: pensiamo ad esempio alle rane) aumentava con l’altitudine. Questo
diazioni elettromagnetiche che la Terra
significava che la radiazione sconosciuta
riceve dal Sole. Inoltre la Terra è investita
non aveva origine terrestre (come la
da flussi di particelle che provengono dal
radioattività naturale) ma proveniva
cosmo, ed in particolare esistono delle pardallo spazio esterno, da cui il nome di
ticelle ad altissima energia che provengono
Raggi Cosmici.
da una radiazione recentemente scoperta
I Raggi Cosmici hanno energie che
che è la radiazione cosmica.
variano
in
L’esistenza
un intervallo
dei Raggi CoRADIAZIONE COSMICA: fenomeno che porta
molto amsmici fu scoperalla formazione dei raggi cosmici, sono particelle
pio. La loro
ta dal fisico
e nuclei atomici di alta energia che, muovendosi
energia
si
tedesco Victor
quasi alla velocità della luce, colpiscono la terra
esprime
Hess agli inizi
nell’unita’ di
da ogni direzione. Come dice il nome stesso, prodel ventesimo
misura chiavengono
dal
C
o
s
m
o
,
secolo.Nel 191mata eltetcioè dallo
spazio che
2, il coraggioso
tronvolt
ci
circonda.
La
loro
oriscienziato deci(eV) e va da
gine e’ sia
galattica
se di tentare un
circa 108eV
che
extragalattica.
Si
esperimento
(ovvero 100
pensa che i
Raggi Coper risolvere la
MeV) fino a
smici, almeno
quelli
questione anco1020 eV, che
15
ra aperta. Egli
con energie
fino a 10
corrisponde
caricò su un
eV, vengano acceleraall’energia
pallone
aeroti in seguito alle esplosioni di Supernove nella
cinetica
di
statico un dinostra Galassia. Una esplosione di Supernova
una pallina
spositivo
per
produce una fortissima onda d’urto che si propaga
da
tennis
misurare
le
nel gas interstellare ed e’ in grado di accelerare le
lanciata
a
particelle cariparticelle e i nuclei anche ad energie molto eleva100 km/h .
che detto eletE’
molto
te come quelle che vediamo nei raggi cosmici.
Ettore Majorana
Il catanaese innovatoinnovatore della fisica teorica
Majorana è nato a Catania il 5 Agosto
1905 e scompare nel Marzo 1938 a seguito di un
viaggio di riposo su una nave della Tirrenia nella tratta Napoli-Palermo.
Figlio di una illustre famiglia: MajoranaCalatabiano originari dei Majorana della Nicchiara
blasonata e ricca famiglia nobile. Suo padre Fabio
Majorana anch’egli fisico nato nel 1877 ebbe 5 figli , il
più piccolo dei quali era Ettore.Originariamente
abitava a Catania in Via Etnea 251 ma si trasferì con
la famiglia a Roma per frequentare l’università nella
facoltà di fisica.
Sin dai primi anni di studi universitari si dimostrò
un genio della fisica, tuttavia nella sua precocità
mantenne sino alla fine un carattere eccentrico, solitario e scontroso tanto da laurearsi all’età di 25 anni
nel 1930. Diventò ben presto amico di Enrico Fermi
suo docente dell’università di fisica e di altri futuri
scienziati: Orso Mario Corbino, Emilio Segrè ed Edoardo Amaldi.
Subito dopo la laurea E.M. si distinse per il suo
straordinario valore di scienziato che tuttavia si distaccava dagli esperimenti praticati dai suoi amici
scienziati per concentrare le sue esperienze dal punto di vista matematico, finchè ebbe la nomina a titolare della cattedra fisica teorica all’università di Napoli.
Lo scienziato:
Scrisse in
tutto 8 opere,
ciascuna molto
sintetica
tra
cui
“Teoria
simmetrica
dell’elettrone e
del positone”,
“Atomi orientati in campo magnetico variabile”, “Sulla
teoria dei nuclei”. I suoi ragionamenti teorici erano
condivisi particolarmente da tre grandi fisici diventati
premi nobel: Paolo Dirac, Niels Bohr e Werner Heisemberg e successivamente da Carl David Anderson. Enrico Fermi lo prese molto in considerazione poiché egli
era prettamente un fisico sperimentale.
In una sua dichiarazione su E.M. recita testualmente: ”Al mondo ci sono varie categorie di scienziati;
gente di secondo e terzo rango che fan del loro meglio
ma non vanno molto lontano. C’è anche gente di primo rango che arriva a scoperte di grande importanza,
fondamentali per lo sviluppo della scienza. Ma poi ci
sono i geni come Galileo, Newton ed Ettore. Non Esito
a dichiararvi che E.M è fra tutti quello che per profondità di ingegno mi ha maggiormente colpito ”.
La scomparsa:
Sfiancato da una
incessante
fatica
diurna
difficile riuscire ad osservare i raggi
cosmici di energia elevatissima, ma
nonostante questa difficoltà molti
esperimenti cercano di rivelarli per
poter rispondere alla domanda ancora senza risposta: da dove vengono
e da cosa sono prodotti? Poiché i
raggi cosmici sono dotati di carica
elettrica, essi vengono deviati dai
campi magnetici galattici e dal campo magnetico terreste quando arrivano in prossimità della Terra. La
loro direzione originaria
viene
modificata
e per questo motivo
non possiamo capire
da
dove
essi hanno
o r i g in e
(Fig.).
A questo punto una domanda
sorge spontanea: come facciamo a
rilevarli? E qui entra in gioco la nostra
scuola: infatti il Liceo Scientifico “G.
Galilei” è stato dotato di un rivelatore
MRPC, capace di immagazzinare dati
relativi ad alcuni tipi di raggi cosmici.
(Continua a pagina 2)
dell’insegnamento e notturna per le meditazioni scientifiche
si chiuse in casa e rifiutò persino la posta scrivendo di suo
pugno sulle buste:”Si respinge per morte del destinatario “.
Sosteneva che all’istituto di Roma, le sue teorie non
erano comprese. Decise allora di intraprendere un viaggio
di riposo nel Marzo 1938 e si imbarcò nel traghetto NapoliPalermo su una nave della Tirrenia. Giunto a Palermo, vi
trascorse solo mezza giornata e la sera ritornò sul piroscafo
per rientrare a Napoli dove non arrivò mai.
L’ultima testimonianza di presenza si ebbe sul ponte della
nave in prossimità di Capri.
È noto che E.M. non soffriva di malattie gravi, tuttavia
sebbene non aveva relazioni sentimentali, non nutriva interesse per il denaro e non aveva avuto litigi , si sentiva un
uomo incompreso, solo al mondo.
Ci sono state diverse spiegazioni sulla sua morte ma
nessuna fin ora ha avuto un documentato riscontro.
L’opera scientifica:
I primi articoli risalgono al periodo tra il 1928 ed il
1931 e riguardano problemi di fisica atomica e molecolare
inerenti nello specifico a questioni di spettroscopia atomica
o di legame chimico, nell’ambito della meccanica quantistica.
I suoi manoscritti riportano teoricamente le sue scoperte, precedute da una
Di cosa parliamo in questo numero: indefessa serie di calcoli
più volte verificati. E.
Amaldi rimase enormeEditoriale
1
mente colpito da questi
Raggi cosmici al Galilei 1
articoli e scrive, che un
Majorana-Cent’anni
1
esame approfondito di
questi lavori lascia colpiti
Le schede grafiche
2
per la loro alta classe:
I numeri di Fibonacci
3
essi rivelano sia una profonda conoscenza dei
Pillole Di Scienza
3
(Continua a pagina 2)
Il segreto del lago
4
tratto da Erasmo Recami Ettore Majorana: L’opera scientifica edita e inedita
Egli comprese prima di tutti l’esistenza del
“protone neutro” e fu in grado di spiegare la struttura e la stabilità dei nuclei atomici mediante protoni e neutroni.
Non appena, al sorgere del 1932, giunge a Roma notizia degli esperimenti dei
Joliot–Curie [premio Nobel 1935 per la
chimica], Ettore comprende che essi avevano scoperto il “protone neutro” senza
accorgersene. Prima ancora, quindi, che ci
fosse l'annuncio ufficiale della scoperta del
neutrone, effettuata poco dopo da Chadwick [premio Nobel 1935 per la fisica],
Majorana è in grado di spiegare la struttura
e la stabilità dei nuclei atomici mediante
protoni e neutroni. (I suoi manoscritti inediti ci dicono che egli si era già cimentato
su questo problema ricorrendo, invano, a
protoni ed elettroni: che erano le uniche
particelle in precedenza note). Ettore precorse così anche il lavoro pionieristico di D.
Ivanenko. Ma non volle pubblicarne nulla,
né permise a Fermi di parlarne a Parigi agli
inizi di luglio: ciò è narrato da Segré e da
Pagina 2
tratto da Erasmo Recami- Ettore Majorana:
L’opera scientifica edita e inedita
Infine con “Teoria simmetrica dell’elettrone e del
positrone scopre l’esistenza del neutrino all’interno
dell’atomo.
Dai manoscritti lasciati pare che Majorana formulasse in quegli stessi anni (1932–
33) le linee essenziali anche della sua teoria simmetrica per l'elettrone e l'anti–
elettrone: che le formulasse, cioè, non appena si diffuse la notizia della scoperta
dell'anti–elettrone, o “positone”. Anche se
Ettore pubblica tale teoria solo molto più
tardi, accingendosi a partecipare al Concorso a cattedra di cui sappiamo: “Teoria simmetrica dell'elettrone e del positone”, Nuovo Cimento, vol. 14 (1937) pp.171–184.
Questa pubblicazione viene inizialmente
notata quasi esclusivamente per aver introdotto la famosa rappresentazione di Majorana delle “matrici di Dirac” in forma reale.
Conseguenza di tale teoria è che un
“fermione” neutro debba coincidere con la
propria antiparticella: ed Ettore suggerisce
che i neutrini possano essere particelle di
questo tipo. Ettore ci teneva molto a questa sua elaborazione teorica; ciò è testimoniato da Carrelli, che ne discusse con Ettore durante il breve periodo di lezioni a Napoli.
Come per altri scritti di Majorana, anche
questo articolo ha cominciato ad avere
fortuna solo vent'anni dopo, a partire dal
1957. Dopo di che ha goduto di fama via
via crescente tra i fisici delle particelle relativistiche e delle teorie di campi. Ora sono
di gran moda espressioni come “spinori di
Majorana”, “massa di Majorana”, “neutrini
di Majorana”.
tratto da Erasmo Recami- Ettore Majorana:
L’opera scientifica edita e inedita
Tutte le pubblicazioni del genio Ettore Majorana
rappresentano, ancora oggi, una miniera d’oro per
la Fisica moderna.
[email protected]
Ogni video-giocatore che si rispetti cerca sempre di combinare il
massimo della qualità grafica al
maggior numero di fps1 ; ma, al
giorno d’oggi, per farlo è d’obbligo
rinnovare la sezione grafica del proprio computer, visto che all’uscita di
un nuovo gioco ne consegue sempre
una novità tecnologica di rilievo.
Tempo fa in una scheda grafica ciò
che permetteva di eccellere in un
gioco era il numero di MHZ2 della
GPU3. Oggi invece si cerca di sveltire
il “calcolo” degli shader4 che si ottiene concentrando unità apposite della scheda per questo obbiettivo.
Maggiore è il numero di queste unità
migliore sarà la resa grafica. Importantissimo si rivela il quantitativo di
ram5 (della scheda stessa) da dedicare alle texture6 dei giochi. Con
l’avvento di PCI express7 gli utenti
(molto) facoltosi, nelle schede madri
che posseggono 2 slot adatti, possono unire 2 schede video mettendole
in configurazione SLI8, ottenendo
potenze incredibili. Infatti nella fascia altissima si trovano 2 Nvidia™
Geforce 7800GTX, che insieme non
temono nessun gioco nemmeno il
pesantissimo F.E.A.R™ . La scheda
video più potente del momento si
rivela la Ati™ X1900XT, che però
non supporta la configurazione SLI,
che con 56 unità di pixel shader è
ugualmente incredibile. Se non volete spendere certe cifre potete scegliere una rispettabilissima Radeon
X850PRO, che non si rivela affatto
essere una scelta di ripiego così
come la X1600PRO. La Radeon X700
e Geforce 6600 Gt sono consigliate
a chi vuole un computer che non sia
una “bestia” da gioco ma che
all’occorrenza non sfiguri davanti a
molti titoli.
<GLOSSARIO>
1. Fps: fotogrammi per
secondo.
2. Mhz: Megahertz, è una
unità di misura di frequenza che in questo caso indica il numero di calcoli che
si possono fare in un secondo.
3.Gpu: Graphic processing
unit, è il “cuore” della
scheda video.
4.Shader: Sono degli effetti grafici, frequentissimi
negli ultimi giochi, che con
opportuni calcoli matematici riesce a rendere più
realistica l’immagine.
5.Ram: Random access
memory è una memoria ad
accesso volatile, cioè si
svuota ad ogni spegnimento del PC. Essa funge da
intermediario tra l’unità di
calcolo e i dati da calcolare.
6.Texture: Sono le immagini che ricoprono i poligoni 3D, ed essendo di grandi
dimensioni richiedono
molta memoria. Al variare
della loro definizione varia
il quantitativo di memoria
che richiedono.
7.PCI express: Sostituisce
il bus AGP dove si collega
la scheda video nella scheda madre e avviene il passaggio dei dati.
8.SLI: Sistema creato da
NVIDIA™ per potere unire due schede grafiche al
fine di ottenere prestazioni
migliori.
In questa immagine possiamo
vedere la gpu con il dissipatore di
calore al centro della scheda e i due
moduli di ram sulla parte destra.
Nella parte inferiore troviamo un
esempio del vecchio bus AGP con
tre connettori staccati, a differenza
di PCI express che ne presenta 2.
Nel grafico sono riportate le prestazioni assolute delle schede
grafiche prese in conside100
razione “spremute” con 3
90
giochi molto recenti.
80
[email protected]
70
TABELLA PREZZI
(consigliati)
Fascia altissima
2 Geforce 7800 GTX in SLI
1024MB ram sistema 1600 €
Fascia alta
Sapphire Radeon X1900XT
512MB PCIxpress 620€
Fascia media
Sapphire Radeon X850PRO
512MB PCIexpress 270€
Fascia medio-bassa
Radeon X1600PRO AGP/PCI
express 512MB 150 €
Fascia bassa
Sapphire Radeon X700 256MB
PCIexpress 85 €
9.AA: AntiAliasing, si
tratta di un algoritmo che
permette di ridurre drasticamente la presenza di fastidiose “seghettature” nelle immagini.
60
50
40
30
20
10
0
X850
A quel tempo era opinione comune che si
potessero scrivere equazioni quantistiche
compatibili con la Relatività (cioè
“relativisticamente invarianti”) solo nel caso
di particelle a spin zero o un mezzo. Convinto del contrario, Ettore comincia a costruire opportune equazioni quanto–
relativistiche per i successivi valori possibili
per lo spin (1, 3/2 , ecc.); finché scopre
che si può scrivere un'unica equazione rappresentante una serie infinita di casi, cioè
un'intera famiglia infinita di particelle a spin
qualsiasi (si ricordi che allora le particelle
note - che ora sono centinaia - si contavano sulle dita di una mano!). Tralascia allora
tutti i singoli casi studiati - senza più pubblicarli - e si dedica solo a queste equazioni
“a infinite componenti”, senza trascurare
l'osservazione che esse possono descrivere
non solo particelle ordinarie ma anche tachioni.
Per realizzare questo programma inventa
una tecnica per la “rappresentazione di un
gruppo” vari anni prima della “scoperta” di
queste tecniche da parte di Eugene Wigner
(premio Nobel 1963). Più ancora, Majorana
ricorre per la prima volta – inventandole alle rappresentazioni unitarie del Gruppo di
Lorentz a infinite dimensioni: rappresentazioni riscoperte da Wigner in lavori del 1939 e 1948.
Amaldi. I suoi colleghi ricordano che già
prima di Pasqua era giunto alle conclusioni
più importanti della sua teoria: che protoni
e neutroni fossero legati da forze quantistiche originate semplicemente dalla loro
indistinguibilità; cioè da “forze di scambio”
delle rispettive posizioni spaziali (e non
anche degli spin, come invece farà Heisenberg), così da ottenere la particella alfa (e
non il deutone) quale sistema saturato
rispetto all’ energia di legame.
Solo dopo che Heisenberg pubblica il
proprio articolo sullo stesso argomento,
Fermi riesce a indurre Majorana a recarsi a
Lipsia presso il grande collega. E, finalmente, Heisenberg sa convincere Ettore a pubblicare (anche se tanto in ritardo) i propri
risultati: “Uber die Kerntheorie”, lavoro
apparso il 3 marzo 1933 su Zeitschrift für
Physik, vol. 82 (1933) pp.137–145. Le forze “di scambio” nucleari sono ora chiamate
forze di Heisenberg – Majorana.
Dettagli e informazioni su una delle componenti del computer
più sfruttate dalle moderne applicazioni
SLI)
Ettore Majorana(Continua da pagina 1)
dati sperimentali anche nei più minuti dettagli, sia
una disinvoltura non comune nello sfruttare le
proprietà della simmetria degli stati quantici per
semplificare i problemi.
Con “l’equazione a infinite componenti”
apparsa nell’articolo “Teoria relativistica di particelle con momento intrinseco arbitrario”(1932)
Majorana diventa addirittura un precursore dei
tempi a venire, poiché tale teoria fu compresa e
valutata a fondo solo molti anni dopo ad opera di
scienziati sovietici.
[email protected],[email protected]
INFORMATICA di Fabio Battaglia 3A
7800GTX(no
La nostra scuola, in collaborazione con
l’università di Catania e col
CERN di Ginevra, è stata
chiamata a far parte di un
progetto relativo ad una
rete estesa di rivelatori per
le scuole superiori. Questo
è un ruolo molto importante in quanto Catania sarà
l’unica città siciliana ad
essere in possesso di questo particolare rivelatore.
Saranno soprattutto gli
studenti i principali protagonisti di questo progetto,
in quanto, in collaborazione con i propri docenti,
impareranno ad utilizzare
il rivelatore ed a fornire dati sufficienti per uno
studio appropriato di questo fenomeno. Infatti è
avvenuto in passato che dei ragazzi della nostra
scuola facenti parte di un corso di fisica dedicato ai
raggi cosmici hanno dedicato parte del loro tempo
all’Università di Catania per capire il funzionamento
del rivelatore di raggi
cosmici, venendo a
contatto con un nuovo mondo aperto a
noi giovani.Dunque
ci auguriamo che il
rivelatore sia montato il più presto possibile affinché possiamo iniziare questo
nuovo percorso di
approfondimeto che
aprirà la strada a
delle possibili scoperte nel vasto campo
della fisica.
X1900XT
I Raggi Cosmici(Continua da pagina 1)
F .E .A .R
Doom 3
F a r C ry
I numeri a lato indicano il numero medio
di fps alla risoluzione di 1024x768 dettagli grafici al massimo e AA9 4x
FEYNMAN-MAGGIO 2006
MATEMATICA di Simona Bella 3A
I Numeri di Fibonacci
Il segreto dei numeri
Quante volte i numeri ci
hanno lasciato a bocca aperta! Anche chi
non va matto per la matematica sarà
rimasto almeno una volta stupefatto dal
modo in cui i numeri riescano misteriosamente a legarsi tra loro. Il teorema di
Pitagora ne è forse l’esempio più famoso,
ma possiamo trovare qualcosa di più simpatico e sicuramente molto più
“coinvolgente”, qual è la serie di Fibonacci.
La serie di Fibonacci è una successione di numeri nella quale ognuno è
la somma degli ultimi due, partendo da
zero e uno.
0 1
0 + 1 = 1 da cui
0 1 1
Adesso sommiamo le ultime due cifre
1+1=2
0
1
1
ed abbiamo la nuova serie
Leonardo Fibonacci, figlio di Guglielmo Bonacci, nacque a
Pisa intorno al 1170. Il padre voleva che Leonardo divenisse un
mercante e così provvedette alla sua istruzione nelle tecniche del
calcolo, specialmente quelle che riguardavano le cifre indoarabiche, che non erano ancora state introdotte in Europa. Leonardo dovette compiere dei viaggi in vari paesi, dove riuscì anche a
studiare e imparare le tecniche matematiche di quei luoghi. Al suo
ritorno a Pisa compose il "Liber abaci" (contenente quasi tutte le
conoscenze aritmetiche e algebriche che fu fondamentale nello
sviluppo della matematica dell’Europa occidentale). In particolare la numerazione indoarabica, che prese il posto di quella latina semplificando notevolmente i commerci extraeuropei, fu conosciuta in Europa tramite questo libro. Fu lui ad introdurre lo zero "0".
Fibonacci morì qualche tempo dopo il 1240.
coppia (un maschio ed una femmina)
ogni mese dal secondo mese in poi. Il
problema posto da Fibonacci fu: quante
coppie ci saranno dopo un anno?
1.
Alla fine del primo mese ci sarà ancora 1 sola coppia.
2.
Alla fine del secondo mese la femmina produce una nuova coppia, per
cui ora ci sono 2 coppie di conigli.
3.
Alla fine del terzo mese la femmina
iniziale produce una seconda coppia, dando luogo a 3 coppie in tutto.
4.
Alla fine del quarto mese la femmina
originale ha prodotto una nuova
coppia e la femmina nata due mesi
dopo produce la sua prima coppia.
Abbiamo così 5 coppie.
2
1+2=3
da cui abbiamo la nuova serie
1
0
1
1
1
1
2
3
2
3
2+ 3 = 5
5
Adesso vediamo qualche numero della
serie di Fibonacci
0 1 1 2 3 5
55
89 144
233
1597 2584 …
8 13 21 34
377 610
987
Essa nasce grazie a Leonardo Fibonacci, il
quale cercava una legge che descrivesse
la crescita di una popolazione di conigli.
Supponiamo
di
avere una coppia
di
conigli
(maschio e femmina). I conigli
sono in grado di
A cura di
riprodursi all'età
Martina
di un mese per
Guarrera
cui alla fine del
4C
suo secondo mese una femmina
può
produrre
un'altra coppia di
conigli.
Supponiamo che i nostri congili non muoiano mai e che la
femmina produca sempre una nuova
E così via. Si nota benissimo che questi
sono numeri appartenenti alla successione fibonacciana.
Questi numeri sembrano non presentare
niente di particolare, ma non è così! Infatti questa serie presenta alcune proprietà:
• prendendo un numero qualsiasi della
serie stessa e facendone il quadrato,
questo sarà uguale al prodotto del numero che precede
e di quello che
segue il numero
scelto, aumentato
o diminuito di uno.
Esempio:
82 = 5*13 – 1 = 64
22 = 3*1 + 1 = 4
892 = 55*144 + 1
= 7921
1442 = 89*233 – 1
= 20736
• se noi prendiamo tutti i numeri della
a cura di Martina Guarrera 4C
Pillole di scienza
BIOMATERIALI
Un nuovo e importante passo nel campo
della scienza medica, è stato compiuto da
un equipe di ricercatori del Politecnico di
Milano che ha svolto le proprie ricerche,
nell’ambito dell’uso dei biomateriali. Materiali che permettono di trattare, migliorare o sostituire,qualsiasi tessuto, organo
o funzione del corpo umano. Proprio su
questo è stata focalizzata l’attenzione dei
ricercatori che ha elaborato un processo
scientifico attuo a ricostruire tessuti biologici del malato, coltivando le stesse
cellule del paziente su dei supporti, chiamati SCAFFOLD; essi sono costituiti da
biomateriali che consentono la prolifera-
Pagina 3
zione delle cellule, sia in
vitro che in vivo. Una volta
impiantati possono essere
riassorbiti o continuare ad
avere la loro funzione di
supporto.
TIMIDEZZA
Quando intorno agli anni sessanta i due
scienziati Watson e Crick, scoprirono il
modello a doppia elica della struttura
del dna, aprirono nuove frontiere nelle
scienza moderna.Oggi ,infatti la ricerca
genetica è avanzatissima e scava sempre
più all’interno del mistero della vita umana e del funzionamento fisico e comportamentale del corpo umano. È stata scoperta, infatti, una particolare relazione tra
dei due precedenti. Se li disponiamo
come in figura e tracciamo un arco di
cerchio avente per raggio il lato del
quadrato, la figura che si ottiene è una
spirale logaritmica, i numeri sono
proprio quelli di Fibonacci, e la figura
non è altro che il Nautilus:
seri compresi tra il primo e un numero
qualsiasi della serie, li sommiamo tutti
tra di loro e aggiungiamo 1, troviamo
ancora un numero della serie.
Esempio:
1 + 1 + 2 + 3 + 5 + 8 = 20 + 1 = 21
• se prendiamo invece solo due numeri,
Anche con i fiori si fa un ritorno alla serie:
il numero dei petali di alcuni fiori è proprio un numero di Fibonacci!
La serie, oltre in matematica, ha riscontrato il suo successo anche in informatica
e in economia. Essa è inoltre rappresenta
nell’installazione luminosa “Il volo dei
numeri” di Mario Merz nella fiancata della
Mole Antonelliana di Torino.
2
2
2 + 3 = 13
Nell’ultimo periodo anche su internet ci
sono gli amici dei numeri di Fibonacci,
2
2
3 + 5 = 34
che riescono a fare poesie secondo una
metrica che segue i nostri numeri.
• il rapporto tra due numeri consecutivi Ecco cosa siamo riusciti a ricavare a partire da una semplice somma!
(il minore fratto il maggiore) dà come
Beh, a quanto pare, la matematica la
risultato un numero che tende a 0,618
troviamo dietro qualunque cosa, piccola o
che è la costante sezione aurea
grande che sia,
Esempio:
per quanto stra1:2=0,500
La sezione aurea è il segmento medio prono possa sem2:3=0,667
porzionale tra la lunghezza di tutto il segbrare: i fiori, i
3:5=0,600
mento (Es. di misura 1) e la parte rimaconigli, le conchi5:8=0,625
nente.
g l i e ,
8:13=0,615
1
l’informatica… e
13:21=0,619
chissà
quante
21:34=0,618
a
b
altre cose ancora
34:55=0,618
ci nasconde!
Simona Bella
C’è anche un’
Ripartizione di un segmento in due parti,
che stanno tra loro come la maggiore (a) sta
importante relaal segmento intero (1); utilizzando i simboli
zione tra i nusi ha:
1:a=a:b
meri di Fibonaca : x = x : (a - x) da cui a(a - x) = x² da cui
ci ed una imil valore positivo di x = = 0,618...
portante figura
geometrica: La
spirale logaritmica (vedi figura).
che siano però consecutivi, facciamo il
quadrato di ognuno e dopo eseguiamo
la somma dei due quadrati, otteniamo
ancora un numero appartenente alla
serie.
Esempio:
52 + 82 = 89
Pillole di Scienza
La relazione tra i numeri di Fibonacci
e la spirale logaritmica si rivela evidente se si costruisce una serie di quadrati in cui il lato di ognuno di questi è
dato dalla somma delle misure dei lati
un gene e la timidezza dei bambini.
Questo sentimento, più accentuato in
certi bambini,è dovuto a una variante del
gene 5-httlpr che li rende più timidi rispetto ai loro coetanei,inoltre,di fronte
all’ostilità il loro cervello si attiva in maniera diversa.
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ROSSO FUOCO O BLU MARINO?
Già da un paio di anni Marte è oggetto
dei numerosi studi che la scienza spaziale
conduce. Le domande che hanno spinto
gli scienziati a tali curiosità sono molteplici, ma quella che più di tutte esige una
risposta è: “C’è vita su Marte?” Questa
è molto importante perché una risposta
affermativa metterebbe in discussione le
teorie religiose e scientifiche riguardo la
nascita del genere umano. Oggi le ricerche sono incentrate sulla presenza di
acqua e grazie alle esplorazioni delle sonde spaziali, è noto che su Marte non esiste acqua allo stato liquido,quindi non
esistono tracce di esseri viventi, ma e
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anche vero, che nel 1998 è stata rilevata
la presenza di ematite, minerale che si
forma nei depositi di acqua stagnante.
Inoltre, oggetto di discussione è il colore
dell’atmosfera del pianeta, che si crede
sia rossa, dato che molte sonde, tra cui
Spirit ed Opportunity, hanno trasmesso
immagini di un’atmosfera marziana azzurra, data dall’assenza di pulviscolo
nell’aria. Tutto ciò è dovuto dall’azione
dei venti solari, che quando alzano il pulviscolo rosso, diventa rosso anche
il cielo, ma in mancanza di pulviscolo
il cielo di Marte è
decisamente azzurro. Quindi si può
dedurre che è la
quantità di polvere
p r e s e n t e
nell’atmosfera a causare la duplice colorazione, passando da un rosso fuoco ad un
blu marino.
( Lucia Testa [email protected])
FEYNMAN-MAGGIO 2006
BIOLOGIA di Giuseppe Mazzola 3A
Questa
storia ha inizio molti
milioni di anni fa, sul fondo di quello che
oggi noi conosciamo come Oceano Pacifico, quando il movimento delle placche
continentali innalzarono progressivamente verso la superficie un’antica barriera corallina.
In mezzo
Il segreto del lago
all’Oceano Pacifico ci sono dei piccoli specchi di acqua salata completamente
circondati dalla terra. Un universo ancora misterioso dove la natura rimescola le carte e le me-
duse diventano innocue. E dove potrebbe nascondersi il campanello che ci avverte se il clima sta cambiando.
profondità. Il ricambio dell’acqua e delle
sostanze nutritive è garantito nella maggior parte dei casi da
una rete di arcate
rocciose e tunnel
sottomarini, che li
collegano in parte fra
loro e con l’oceano.
Proprio le meduse
possono
simbolicamente rappresentare
la particolarità della
fauna dei laghi marini. Portate inizialmente dall’oceano, trovandosi intrappolate
La Micronesia è un arcipelago di isole remote e poco popolate, prive di
in un bacino chiuso si
pratiche di pesca assidue e d’inquinamento, le isole e la barriera che le
sono evolute in modo
circonda sono uno degli ambenti più ricchi di vita della terra. Nelle sue
acque sono state censite oltre 400 specie di coralli, quasi 1300 di pesci, 300
singolare: prive di
di spugne e centinaia di molluschi e crostacei.
predatori
naturali,
hanno perso in parte
la loro capacita urticante, tanto che il bacino più famoso, che
Ci troviamo in Micronesia.
nella lingua locale si chiama Ongeim’l
Dal punto di vista biologico e colonico si
Tketau, cioè Lago delle Meduse, è meta
tratta di vere e proprie “isole nelle isole”.
Infatti come un isola e un lembo di terra
interamente circondato dagli oceani e
rappresenta un ecosistema a sé, un lago
marino e un’area di acqua salata circondata dalla terraferma, di solito calcarea e
quindi “bucherellata”, con una caratteristica biocenosi.
L’insieme di tutti gli organismi del suolo
costituisce la cosiddetta biocenosi che può
essere suddivisa, secondo un criterio ecologico, in due raggruppamenti principali:
la pedofauna, che comprende organismi
Animali e Protozoi, e la microflora o pedoflora, costituita da Batteri, Alghe e Funghi.
Solitamente i laghi marini si formano
quando le “depressioni” nel calcare delle
isole sono state riempite dall’innalzarsi del
livello del mare dopo l’ultimo scioglimento
dei ghiacci. La loro età e compresa tra i
5.000 e i 20.000 anni, e in genere è approssimativamente proporzionale alla
ci con tre, quattro mesi di anticipo grazie
all’oscillazione del numero delle Mastigias.
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Incontrare alcune specie di meduse sott'acqua è uno spettacolo che offre immagini indimenticabili. Il lento movimento
e il loro « palpitare» permettono un'attenta osservazione .
LE MEDUSE
di subacquei che giungono da da tutto il
mondo per immergersi tra milioni (in
media circa 10) di esemplari di meduse
dorate Mastigias ormai inoffensive, che
arrivano ad essere grandi quanto un
pallone da volley.
Ma le Mastigias hanno fatto ancora di
più, hanno cambiato “mestiere”: da predatrici di zooplancton quali erano, sono
passate alla “coltivazione diretta”. Infatti
trovandosi a vivere in un ambiente dove
le prede scarseggiano , per sopravvivere
si sono adattate a vivere in simbiosi con
La rivista (Continua da pagina 1)
focus rivolto principalmente alla spiegazione dei fenomeni scientifici ma tratta anche delle applicazioni tecnologiche che discendono dalla conoscenza di tali fenomeni. Quindi si parlerà di scienza ma anche di “scienza
applicata” e soprattutto in funzione della migliore comprensione della realtà scientifica e di quello che c’è nel
mondo scientifico attuale.
La rivista che noi presentiamo ha scelto la strada di
una divulgazione scientifica seria e completa, che non
rifugge dal trattare argomenti anche complessi nei diversi settori delle discipline scientifiche. Tutti gli articoli sono scritti dagli studenti e, ben vengano, anche dai docenti, a loro sarà chiesto solo di usare un linguaggio
chiaro e semplice. Per rendere più agevole la lettura, e
per favorirne la divulgazione, ogni articolo è corredato di
box che hanno lo scopo di chiarire di approfondire termini e temi contenuti
negli articoli stessi. Sempre
nell’ottica di agevolare la comprensione dei fenomeni
scientifici i testi degli articoli sono accompagnati da un
apparato iconografico con grafici, figure e tabelle.
PERCHE’ UNA RIVISTA DELLE SCIENZE
Le rapide evoluzioni culturali hanno inciso su tutte le
pratiche umane. La nostra realtà è oggi permeata da
innovazioni che sino a poco tempo fa erano impensabili.
La velocità con cui cresce questo fenomeno culturale è
in vertiginoso aumento, le comunità scientifiche di tutto
il mondo ormai sono popolate da un numero elevatissimo di individui e continuano ad aumentare. Un principio
sta ormai diventando patrimonio comune in tutto il pianeta: il principio secondo cui la ricchezza di un paese ed
il suo benessere poggia sulla solidità della ricerca scientifica e dell’innovazione del sistema. Ciò comporta nello
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delle alghe, grazie alle quali riescono ad
ottenere una grande quantità di nutrimento. Per consentire alle alghe, con le
quali vivono in simbiosi, di effettuare i
processo fotosintetici, ogni giorno le meduse risalgono sempre negli stessi punti
della superficie del lago, per
poi ritirarsi in profondità.
Questo fenomeno di risalita
collettiva è probabilmente
dovuto alla necessita di evitare i punti del lago dove
prosperano gli anemoni Entacmaea medusivora, ghiotti
proprio di meduse.
Nel 1998 alcuni subacquei
appurarono che non vi era
più traccia di queste meduse. Era l’anno della “Ninha”, il fenomeno
atmosferico che provoca un generale
abbassamento della temperatura media,
ma anche un globale riscaldamento della
zona australe del globo: le acque erano
cosi passate da circa 30 gradi a oltre 35.
Le meduse hanno un ciclo vitale molto
particolare, iniziano la loro vita come
minuscoli polipi, per poi svilupparsi negli
esemplari adulti. Il riscaldamento eccessivo dell’acqua aveva bloccato il processo e i polipi restavano tali. Man mano
che le meduse adulte morivano non erano rimpiazzate da nuovi esemplari. Con
l’abbassamento della temperatura i polipi hanno ripreso il processo di maturazione e il lago si è ripopolato. Il fenomeno
ha spinto i biologi a monitorare costantemente temperatura e salinità dell’acqua,
e a censire verso la meta di ogni mese le
meduse presenti nel lago. Lo scopo? Riuscire a prevedere i fenomeni meteorologi-
Le meduse appartengono al phylum
zoologico forse più noto ai subacquei: i
Celenterati o Cnidari. In questo gruppo,
che mostra una grande varietà di forme
(pensate al Corallo, o agli anemoni di
mare), vengono comprese tre Classi;
quella delle meduse è denominata Scifozoi (lett. = animali a forma di tazza). Il nome Cnidari proviene da particolari cellule, gli cnidoblasti che contengono al loro interno una struttura urticante, la
nematocisti. Essa comprende un filamento avvolto su se stesso che viene espulso sotto stimolo
meccanico chimico. Alcuni Celenterati hanno queste cellule sparse lungo tutto il corpo, così, appena l'animale viene sfiorato, le nematocisti scaricano il filamento che va a "conficcarsi" nella pelle.
La sensazione di bruciore è immediata e molto forte, paragonabile ad una ustione. Il corpo di una
medusa è costituito da una forma a campana, detta ombrella, e da una struttura allungata al di sotto,
detta manubrio.Le nematocisti sono collocate soprattutto sui tentacoli, per catturare le prede. Per
questo toccandole sull'ombrella, alcune meduse, non sono urticanti. Questi particolari animali sono
costituiti dal 98% di acqua, per questo, tolti dall'elemento liquido si afflosciano e perdono ogni
forma. Nell'ombrella c'è una struttura gelatinosa detta mesoglea che consente alla medusa un migliore galleggiamento.
stesso tempo, la necessità di diffondere e aggiornare la
conoscenza scientifica nella cultura degli individui.
Il nostro tempo pertanto ci impone di operare affinché non si instauri una divaricazione, un fossato se si
può dire, tra quello che noi facciamo a scuola e quello
che poi succede nel mondo della scienza.
Perché si superi tutto questo, almeno in parte, la
scuola deve sia fornire la conoscenza di base ma anche
fare un incessante opera di informazioni e divulgazione a proposito di quando si sta verificando sugli orizzonti della scienza e della ricerca.
Ai temi dell’informazione, della divulgazione di quanto
c’è nel mondo della scienza e della ricerca ci siamo appunto rivolti con la realizzazione di una rivista scientifica
del Liceo Galilei di Catania.
DA CHI E’ COMPOSTO IL COMITATO DI REDAZIONE
Il comitato di redazione è composto da studenti dal
liceo Galilei che si sono resi disponibili a prestare la loro
collaborazione. Alcuni studenti hanno infatti accettato di
far parte del comitato di redazione, il loro compito sarà
di visionare gli articoli che pervengono alla rivista.
Il comitato di redazione dopo aver visionato gli articoli
può adattarli e/o integrarli per renderli conformi agli
obiettivi generali della rivista.
CHI PUO’ PUBBLICARE SULLA RIVISTA?
Chiunque può pubblicare articoli sulla rivista, inviandoli all’indirizzo [email protected].
Ma una particolare attenzione ed invito viene fatto
agli ex alunni del nostro istituto per pubblicare articoli
sulla nostra rivista. Loro con le conoscenze acquisite
ormai nel mondo dell’università o del lavoro possono
dare un valido contributo alle conoscenze delle attuali
linee di ricerca o applicazioni della scienza.
L’AMBIENTE DI APPRENDIMENTO
Il comitato di redazione è organizzato e programmato
su piattaforma e-learning appositamente predisposta
( fornita gratuitamente da BSCW) e quindi gli incontri in
presenza sono molto limitati.
La parola "e-learning" nel nostro caso viene interpretata come: lavorare con gli studenti in uno spazio d'apprendimento collaborativo virtuale.
Questi spazi vengono anche chiamati piattaforme
virtuali di apprendimento.
Ogni membro della redazione può lasciare nella piattaforma il suo materiale, farlo visionare agli altri, lasciare bozze di articoli, invitare gli altri membri ad incontri
periodici e tutto quanto può sviluppare idee, e stimolare il dibattito. La piattaforma permette la partecipazione personale, attiva, diretta e collaborativa di tutti i
partecipanti alla costruzione della rivista. La comunità
di apprendimento che scaturisce da tale approccio,
garantisce infatti una circolazione orizzontale del sapere, a più voci, in cui i vari punti di vista possono facilmente essere messi a confronto e le abilità personali
dei partecipanti potenziate.
All'interno della piattaforma, sotto il coordinamento
del tutor, i membri del comitato di redazione collaborano allo sviluppo della rivista , discutono, si supportano a vicenda nella comprensione dei contenuti e nello
sviluppo degli articoli, non limitandosi ad un percorso
formativo di tipo esclusivamente "elettronico", ma organizzando anche eventuali opportunità d'incontro
frontale.
[email protected]
FEYNMAN-MAGGIO 2006