La Ludoteca guarda al futuro
Oltre 10.000 i visitatori per l'edizione 2007
Un futuro sempre più sotto il segno di Galileo ed un consuntivo di oltre 10mila visitatori in cinque settimane per la quinta edizione della “Ludoteca scientifica. Sperimentando sotto la torre e dintorni”.
La presenza della Ludoteca dal 14 aprile al 20 maggio ha attirato ai “Vecchi Macelli” un pubblico di giovani, giovanissimi e famiglie superiore alle scorse edizioni.
Gli oltre 50 esperimenti pensati per stimolare la curiosità per i fenomeni naturali, con la possibilità che offrono di riprodurre le esperienze fondamentali del progresso scientifico, sono ormai un punto di riferimento per tutta la città e contribuiscono a porre le basi per una forma particolare di turismo, quello scientifico.
L’esperimento del “Trenino” esemplifica il concetto della differenza di impedenza
Dal prossimo anno, con l’adozione sempre più stretta dell’ispirazione metodologica galileiana, l’esposizione punta ad un ulteriore salto di qualità: avviarsi ad essere una struttura stabilmente dedicata alla didattica della scienza e non più un salone temporaneo. Gli unici che forse non sono rimasti sorpresi dal successo della “Ludoteca” sono i coordinatori, i due fisici Nadia Ioli e Marco Maria Massai, e le cinquanta giovani guide (studenti, laureati, dottorandi) che accolgono e accompagnano i visitatori. Un monitoraggio quotidiano delle presenze (e della provenienza) ha permesso di rilevare alla chiusura 11408 visitatori provenienti in gran parte dalla Toscana e da altre 15 regioni italiane e alcuni anche dall’estero. Un impatto di questo genere era ampiamente atteso dagli organizzatori, infatti le prenotazioni per gli istituti scolastici erano state limitate in modo da consentire una distribuzione corretta all’interno delle giornate di apertura e un ritmo accettabile anche per gli animatori. Le visite alla mostra si sono susseguite con una media giornaliera di oltre 300 persone e punte massime di 600 nella stessa giornata.
La forza di questi numeri, contemporaneamente, ha aumentato il desiderio, già da tempo covato, di poter tenere in attività la Ludoteca su tempi più lunghi, come specifica Massai: “I numeri complessivi ci incoraggiano e quasi ci impongono di ampliare i giorni di apertura della Ludoteca, come del resto ci invitano a fare molti insegnanti, che pensano alla mostra come un vero e proprio laboratorio didattico e formativo stabile”.
E dunque i futuri sforzi tenderanno proprio a questo obiettivo: ad integrare negli spazi dell’ipotizzata “Cittadella galileiana” anche una struttura stabile dedicata all’osservazione e all’interpretazione dei fenomeni fisici. E su questo sogno interviene anche Ioli, secondo la quale “l’estensione del periodo di apertura è un obiettivo da raggiungere per proporre la Ludoteca anche come nodo di attrazione per il tempo libero e per un tipo di turismo legato alla conoscenza scientifica, perché in questi anni ho notato che la ricaduta più interessante delle visite scolastiche è il ritorno dei bambini e degli adolescenti insieme ai genitori nei fine settimana”. Si deve dunque pensare che i migliori “informatori” capaci di propagare curiosità per gli esperimenti della Ludoteca, siano i giovani studenti, una parte dei quali propone una seconda visita per mostrare ai genitori quanto ha imparato durante l’ora e mezzo della prima visita. Con il loro innocente stupore di fronte alla viva esperienza del procedimento scientifico, infatti, i bambini possono essere coinvolgenti in una misura che per molti aspetti ci è ignota ma merita di essere valorizzata.
L’esperimento dell’isocronia dei pendoli accoppiati
La Ludoteca è un momento educativo che dovrebbe allevare i giovani ad osservare bene. Ma gli esperimenti in mostra ci ricordano che talvolta osservare soltanto non basta. Spesso la vista, come gli altri sensi, può essere ingannata. Uno dei primi esperimenti che viene presentato, infatti, è quello degli specchi ad angolo retto la cui osservazione da punti diversi non restituisce né garantisce la realtà materiale di ciò che lo specchio riflette soltanto. Dunque successiva all’osservazione deve essere la comprensione, cui si deve procedere con il linguaggio della matematica. Forse non si può ancora parlare di un metodo didattico peculiare a un ambiente come la Ludoteca, ma certamente la grande motivazione che si percepisce nelle parole delle guide (che hanno seguito un corso di formazione che attribuisce anche tre crediti formativi), sia quando pongono domande che quando rispondono ai visitatori, crea un continuo ping-pong che finisce per essere un fattore capace di raffinare l’approccio alla descrizione efficace degli esperimenti. Le guide cercano di dispensare i termini scientifici ai giovanissimi con una certa cautela, anzi ricorrono a un vocabolario di termini semplici, che non possono suonare “sospetti” a un uditorio che si cerca di far crescere nella curiosità per i fenomeni naturali. Ma più delle parole possono forse i materiali degli esperimenti stessi, assemblati in maniera da rimandare a oggetti comuni, meglio ancora se legati al gioco e allo svago (un trenino o una bicicletta, per fare due soli esempi). La Ludoteca Scientifica segue dunque alla lettera una delle massime del magistero galileiano, quella che distingue il momento delle “sensate esperienze” da quello delle “matematiche dimostrazioni” in modo che i due linguaggi dialoghino per contribuire al progresso della scienza.
Accolti all’ingresso dal manifesto di Uliva Foà, artefice dell’indovinata linea grafica che da alcuni anni assicura la riconoscibilità della Ludoteca con la traduzione in immagini di esperimenti galileiani, i visitatori affrontano un percorso che si snoda in otto “stazioni”. Sono i capitoli di un’ideale libro che tratta le basi dei concetti di forza, movimento, energia; acustica; calore e temperatura; chimica; elettromagnetismo; gravitazione; luce e colore. L’ultimo capitolo è un assaggio dal mondo della ricerca con il laboratorio di robotica e l’esperimento “Scolpire il suono”, un’interfaccia uomo-macchina in grado di rilevare la gestualità delle mani, senza alcun collegamento fisico con il sistema che produce il suono bensì con tecnologie wireless a raggi infrarossi che trasformano il movimento delle mani nel suono di un arpa o di un theremin.
La procedura opposta è invece applicata nel caso di “Vola farfalla!”: l’emissione della voce, quando trova il “codice” giusto in timbro e intensità, si trasforma in movimento e fa volare una farfalla sullo schermo, in un sistema di coordinate. All’aumento dell’intensità la farfalla vola sull’ordinata, all’aumento del timbro (frequenza più acuta) vola lungo l’ascissa, se cessa la voce la farfalla cade e viene divorata da una lucertola.
L’accoglienza alla Ludoteca da parte di uno
degli animatori
Nel capitolo che riguarda forza, movimento ed energia campeggiano soprattutto gli esperimenti sul moto dei pendoli. Si osservano così il principio dell’isocronia dei pendoli; dell’accoppiamento di due pendoli uguali; l’esperienza del “pendolo caotico deterministico” con il gancio libero di oscillare in una sola direzione, cioè la composizione di due moti armonici ortogonali; la trasmissione degli urti. L’esperienza del pendolo riporta a Galileo, il quale dimostrò che quanto più è lungo il braccio tanto più si muove lentamente, anche se gli antichi lo avevano già capito. Molto interesse suscita anche la risonanza: pendoli accoppiati della stessa frequenza (non la stessa ampiezza!) vanno in risonanza: uno dei due piano piano si ferma e l’altro assume il movimento, adattandosi in ampiezza ai colpi “sentiti” in fase con la sua frequenza. Altri esperimenti chiariscono come si dissipa l’energia e come si può raccogliere e concentrare attraverso il principio dello specchio parabolico.
Il capitolo dell’elettromagnetismo mette i visitatori alle prese con il difficile concetto di campo magnetico, esemplificato in primo luogo avvicinando una calamita alla limatura di ferro in un cilindro di plastica che ha due magneti agli estremi e notando che la limatura si comporta come se il vento passasse tra le fronde degli alberi, infatti il campo magnetico è più potente della gravità. Viene poi mostrato l’equilibrio tra forza magnetica e forza gravitazionale, molto difficile da trovare in natura: qui il “trucco” è la disposizione dei magneti sulla verticale. Viene esemplificato il principio del metal detector con la differenza di impedenza che si crea in una bobina: un trenino con vagoncini di ferro, plastica e alluminio viene fatto passare attraverso la galleria creata da una bobina percorsa da corrente. La diversità dei materiali stimola una lampadina al centro di un circuito opportunamente creato a spegnersi (se il materiale è ferroso) oppure a rimanere accesa.
Tanto complesse sono le applicazioni dell’elettromagnetismo quanto semplici appaiono le esperienze in grado di farne percepire la presenza, come quella del cosiddetto “orologio a frutta”. Un orologio a display dotato di elettrodi che vengono infilati in una pera che magicamente permettono all’orologio di camminare. Si tratta dello stesso principio della pila: la polpa della frutta, piena di sali ed acida, favorisce il passaggio della corrente tra i due elettrodi, uno di rame e l’altro di zinco, come quelli usati negli esperimenti di Alessandro Volta.
I robot intelligenti scoprono da soli il percorso
Nel capitolo dedicato alla luce e ai colori colpisce l’esperienza che esemplifica la polarizzazione della luce. Disponendo di due fogli di speciali plastiche (polaroid) che lasciano passare solo le onde il cui campo elettromagnetico oscilla in una certa direzione, e ponendoli in contatto con l’asse di polarizzazione ortogonale, scopriremo che la luce non passa più tra i due fogli. Se tra di loro inseriamo un terzo foglio con delle strisce di nastro adesivo trasparente sopra, otterremo un effetto di separazione dei colori dovuto alle proprietà di birifrangenza del nastro adesivo: la luce polarizzata che lo attraversa subisce una “rotazione” del piano di polarizzazione in funzione dello spessore della sostanza e del colore (lunghezza d’onda) della luce stessa.
Questa rotazione del piano di polarizzazione permette ai diversi “colori” di passare dal secondo polaroid. L’irregolarità degli strati di nastro adesivo crea poi gli effetti casuali di diffusione dei colori.
Il percorso è stato organizzato dal dipartimento di Fisica “Enrico Fermi”, dall’Istituto per i processi chimico-fisici (Ipcf ) del Cnr e dall’Istituto nazionale di fisica nucleare (Infn), con la collaborazione dei dipartimenti di Chimica e chimica industriale e di Informatica, del Ministero per l’Università e la ricerca, del Centro “Serra”, di Ego-Virgo e, infine, con il contributo della Fondazione Cassa di Risparmio di Pisa e il patrocinio del Comune e della Provincia di Pisa.
Roberto Boldrini
r.boldrini@adm.unipi.it