venerdì 24 maggio 2019
Amalia, Maria Ausiliatrice
Curiosità
Curiosità e perché sul mondo, cultura, natura e tanto altro ancora con domande e risposte.

Come e con quale precisione viene misurata la distanza tra la Terra e la Luna?

La distanza della Luna può essere determinata direttamente con due metodi fondamentali, uno simile allo sguardo e l’altro simile alla voce.

Il primo metodo consiste nel misurare da due località terrestri, più lontane possibile l’una rispetto all’altra, la posizione del nostro satellite sullo sfondo delle stelle lontane. Si tratta di una triangolazione che è nota con il nome di parallasse. Questa tecnica funziona allo stesso modo con cui valutiamo le distanze guardando un oggetto con entrambi gli occhi. La differenza che la posizione della Luna mostra sullo sfondo stellare, vista da due località diverse nel medesimo istante, è inversamente proporzionale alla sua distanza da noi. La precisione di questo metodo dipende dalla precisione delle misure degli angoli che siamo in grado di assegnare alla posizione apparente della Luna (qualche secondo d’arco) e può essere stimata nell’ordine delle decine di chilometri.

Il secondo metodo si basa sull’eco di un segnale radar inviato in direzione della Luna, che riceviamo con una precisione del decimo di milionesimo di secondo almeno. In questo caso la misura è molto più precisa, dato che la distanza (media) della Luna vale circa 384 400 km e quindi l’errore su una misura singola rientra nell’ordine dei metri.

Una serie di numerose misure indipendenti e il loro trattamento statistico può rendere in entrambi i casi l’errore più piccolo, in particolare dieci volte minore (rispettivamente per i due metodi dellíordine del chilometro e del decimetro).


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Come brucia nello spazio la fiamma di una candela?

La risposta è venuta di recente da un esperimento condotto nella stazione spaziale Mir. In assenza di gravità, la fiamma brucia regolarmente, più lentamente rispetto a quanto accade sulla Terra e con un’intensa colorazione blu.

Sfera

Ma, e questa è la vera novità, assume una forma a palla e non sale verso l’alto con una forma allungata.

Perché accade questo?

Sulla Terra, l’aria che sta intorno alla fiamma, e la alimenta, scende verso il basso attratta dalla forza di gravità. Man mano che arriva nelle vicinanze della fiamma si riscalda, diventa più leggera e sale verso l’alto.

Archimede

Nella stessa direzione va l’ossido di carbonio caldo prodotto dalla combustione. Essendo entrambi più leggeri dell’aria circostante, per il principio di Archimede salgono vincendo la forza di gravità. Nello spazio manca la forza di gravità, il principio di Archimede non vale più, l’aria arriva alla fiamma da ogni direzione e anche l’ossido di carbonio lascia la fiamma in ogni direzione, dandole la forma rotonda.

Fuoco blu

Perché la più ampia colorazione blu? Nella fiamma normale la zona di questo colore è quella più interna, dove l’aria arriva con difficoltà, la combustione è meno efficace e a ciò è dovuto il colore. Nello spazio, per la mescolanza di ossido di carbonio e aria la zona blu è più grande.


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Come avviene il moto dei girasoli?

Il fenomeno viene chiamato in linguaggio scientifico eliotropismo, ed è tipico anche nelle foglie del cotone, del lupino e della soia. Il movimento del fiore, o della foglia, è dovuto allo spostamento di alcuni ormoni dal lato esposto alla luce a quello che rimane in ombra.

Gli ormoni modificano la quantità d’acqua contenuta nelle cellule, facendone espandere alcune e rimpicciolire quelle contrapposte. Il risultato è che il picciolo della foglia, o la base del capolino del fiore, si ripiegano verso la direzione desiderata, e cioè quella da cui arrivano i raggi più intensi.

Le foglie e il fusto di queste piante si rivolgono al sole per ottenere la massima intensità di luce possibile, e in questo modo possono effettuare nel migliore dei modi la fotosintesi, la reazione grazie alla quale vengono fabbricate le sostanze utili alla crescita della pianta.


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Come avvengono rientro e atterraggio dello shuttle?

Il rientro nell’atmosfera delle navette spaziali deve avvenire con un angolo preciso rispetto all’orizzonte terrestre. Se infatti l’angolo fosse inferiore, il risultato sarebbe simile a quanto si verifica quando si fa rimbalzare un sasso sull’acqua di uno stagno. La navetta, rimbalzando sugli strati più alti dell’atmosfera, potrebbe perdersi nello spazio.
Se, al contrario, l’angolo fosse troppo elevato, la navetta farebbe la fine di un sasso lasciato cadere verticalmente in una pozza d’acqua, ma le temperature elevate cui andrebbe incontro per l’attrito con l’atmosfera la farebbero bruciare.

Il sentiero di discesa ideale è comunque ripido, di circa 19 gradi (la traiettoria di discesa di un normale aereo-passeggeri è di 2-3°) e lungo questo percorso la navetta può rallentare progressivamente dai 27-28 mila chilometri all’ora, velocità di crociera in orbita terrestre, a poco più di 300 km/h nel momento in cui tocca il suolo.

Le operazioni di rientro iniziano girando la navetta in senso opposto a quello di marcia e accendendo i motori per due-tre minuti. Così facendo si rallenta la velocità iniziale. In questo modo il velivolo si abbassa e inizia il rientro verso la base. A questo punto lo shuttle ruota di nuovo e con la prua leggermente sollevata cabra sino a 120 km di quota. A questa quota si raggiunge ufficialmente l’atmosfera.

In alcuni punti della pancia dello shuttle si toccano temperature di 1540 °C. Ciò causa ionizzazione dell’aria che impedisce le comunicazioni con la Terra. Undici minuti di silenzio, poi a un’altezza di circa 60 km, quando lo shuttle possiede una velocità di 20 mila km/h i contatti sono ristabiliti. I carrelli d’atterraggio escono 14 secondi prima del touchdown che avviene a 345 km/h. La missione è conclusa


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Chi ha inventato il Laser?

L’invenzione del laser è legata a una battaglia legale durata oltre 20 anni fra il fisico americano Charles Townes e il suo studente Gordon Gould.

Dopo aver fallito nella realizzazione di un radar a microonde durante la seconda guerra mondiale, Townes voleva utilizzare le microonde per studiare la struttura delle molecole. Per questo aveva bisogno di onde elettromagnetiche con una lunghezza d’onda il più corta possibile. Non solo: per avere delle informazioni precise, la radiazione utilizzata per osservarle doveva essere estremamente "pulita", monocromatica e facilmente controllabile.

Non sapendo come ottenere una simile radiazione, Townes e il suo studente Gordon Gould si ricordarono dei lavori di Albert Einstein del 1917 su un effetto chiamato "emissione stimolata di radiazione", per cui è possibile indurre un atomo a emettere radiazione "illuminandolo" con una radiazione dello stesso tipo. Dal punto di vista di Townes e Gould, questo significava utilizzare delle molecole come sorgente di radiazione. Vi erano diversi problemi tecnici da superare, ma nel 1953, utilizzando un gas di ammoniaca, i due riuscirono a far funzionare un dispositivo che battezzarono Maser, dove la "M" iniziale sta per "Microonde". Nel frattempo, dall’altra parte della Cortina di Ferro, il fisico sovietico Nicolay Basov e il fisico australiano poi emigrato in Unione Sovietica Aleksandr Prokhorov stavano ottenendo risultati simili.


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