Scheda didattica

POSTAZIONE 6: LAMPADINE, DAL CALORE ALLA LUCE
Scheda
Esperimenti
LAMPADINE, STESSO NOME MA TANTO DIVERSE
COSA FARE
Nella cassetta di legno sono collegate diverse lampadine a un
multimetro, un apparecchio che misura le grandezze elettriche. Nel
nostro caso misuriamo i Watt cioè la quantità di energia utilizzata
ogni secondo per accendere le lampadine.
Nella versione più semplice del gioco (per i bambini più piccoli)
possiamo:
1.
Ipotizzare di quali lampadine si tratta e ordinarle per
consumo utilizzando gli “smile” (triste per quella che consuma di
più fino a felice per quella che consuma di meno).
2.
Accendere un interruttore dopo l’altro e leggere sul display il
consumo (i Watt).
3.
Controllare le ipotesi ed eventualmente riordinare gli “smile”.
Con allievi un po’ più grandi possiamo cercare di fare dei calcoli:
4.
quanto consuma la lampadina meno ecologica se rimane
accesa per un giorno intero? E per una settimana?
Per calcolare quanto spendiamo ogni ora possiamo fare il seguente
ragionamento:
sappiamo che 1000 Watt (1 Kw) di elettricità per un’ora costano
circa 20 cts.
Quindi il costo di una lampadina accesa per un determinato tempo
è
Costo (in cts) = (numero di Watt x tempo (in ore) x 20 cts )
/ 1000
È interessante anche provare a collegare un altro apparecchio alla
presa libera. Con un asciugacapelli ad esempio si può osservare
come il consumo aumenta notevolmente cambiando la modalità
aria fredda/aria calda.
COME FUNZIONA
La
La
La
La
no.
no.
no.
no.
1
2
3
4
è
è
è
è
una
una
una
una
lampadina
lampadina
lampadina
lampadina
a incandescenza classica
alogena
a risparmio energetico (a gas)
a LED
LA LAMPADA SPETTRALE...CON E SENZA OCCHIALI!
COSA FARE
Accendere la lampada spettrale e osservare la luce dapprima a
occhio nudo e poi con l’aiuto degli occhiali reticolati. Con questi
appariranno una serie di strisce colorate intorno alla luce della
lampadina, ciascuna composta da alcune righe di un solo colore.
Queste righe sono lo spettro di quel gas, ovvero l’insieme dei colori
che caratterizzano la luce che emette.
© CERDD, 2015
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Dopo aver aspettato che si sia raffreddato, con molta cautela (un
adulto) utilizzando un panno o un fazzoletto di carta per non toccarlo
con le dita umide, si può cambiare il tubo spettrale (la lampadina) e
osservare lo spettro degli altri elementi. Si noteranno ogni volta delle
righe di colore diverso.
Osservazione: se invece indirizziamo gli occhiali verso un’altra luce
gialla o bianca noteremo tutto lo spettro continuo (tutti i colori
dell’arcobaleno).
COME FUNZIONA
Ogni lampada spettrale contiene un solo tipo di gas. Il gas viene
scaldato da una scarica elettrica e inizia ad emettere la sua luce.
Osservando con gli occhiali reticolati vediamo per ciascun gas come è
composta la luce emessa. Ogni gas ha un suo spettro
caratteristico composto dalle stesse righe in tutto l’Universo: si tratta
della sua carta d’identità
La
La
La
La
lampadina
lampadina
lampadina
lampadina
no.
no.
no.
no.
1
2
3
4
contiene
contiene
contiene
contiene
idrogeno
mercurio
azoto
neon
Nella storia troviamo
Thomas Alva Edison nacque negli Stati Uniti nel 1847. Fu
imprenditore e scienziato americano: uno degli inventori più prolifici del
XIX secolo. Sembra che abbia ottenuto il record di più di 1000 brevetti
registrati a suo nome in tutto il mondo. Ebbe un ruolo fondamentale
nella nascita della lampadina a incandescenza. Le sue prime
Lampadine però non duravano per più di 10 o 15 minuti per
l’impossibilità di creare il vuoto nel bulbo di vetro. Perfezionò quindi le
pompe a vuoto e tra il 1978 e il 1879 finalmente, con del filamento di
cotone da cucire carbonizzato, ottenne una lampada che poteva dar
luce per più di 4
0 ore.
http://www.treccani.it/enciclopedia
Georges Claude fisico e imprenditore francese, inventò nel 1909 la
lampada al neon: un tipo di lampada a scarica costituita da un bulbo di
vetro trasparente contenente gas neon a bassa pressione.
Edward E. Hammer ingegnere statunitense nato nel 1931 è stato un
pioniere nello sviluppo delle lampadine a basso consumo durante la
crisi energetica degli anni ‘70. Nel 1976 inventò la prima
lampadina fluorescente compatta, ma a causa delle difficoltà nei
processi di costruzione, non arrivò mai alla produzione del suo
dispositivo. Altre ditte iniziarono a produrre e vendere questo tipo di
lampadine solo dal 1995.
Nick Holonyak Jr. nato nel 1928 è un inventore statunitense. Può
essere considerato l’inventore del LED perché è stato il primo a
mettere a punto il primo esemplare funzionante nel 1962. Si tratta di
un dispositivo costituito da semiconduttori che ha la proprietà di
trasformare l’energia elettrica in energia luminosa con bassissimo
consumo di corrente.
Fino all’inizio degli anni novanta però i LED erano solo di colore rosso e
verde (come le spie degli apparecchi elettrici) ed era impossibile
produrre della luce bianca utile all’illuminazione.
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Sulla linea del tempo
Solo con l’invenzione del LED blu che ha permesso agli scienziati
giapponesi Isamu Akaski e Hiroshi Amano e all’americano
Shuji Nakamura di vincere il premio Nobel, questa barriera è stata
superata. La tecnologia delle lampadine a LED è ancora in continua
evoluzione.
1878 Edison inventa la lampadina a incandescenza
1909 Claude inventa la lampada al neon
1976 Hammer lampada a basso consumo
1962 Holonyak LED
1990 lampadina LED
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