La scienza di ogni giorno

Se ci si ferma a guardare ci si accorge che intorno a noi succedono tantissime cose, nello stesso momento, in ogni direzione, con tempi e dimensioni estremamente differenti.
Un’abbondanza di fatti e di fenomeni ognuno dei quali può segnare l’inizio di un viaggio nella poesia, nella scienza, nella matematica, nell’arte, o in tutte queste dimensioni intrecciate tra di loro.

Vorrei iniziare con un ricordo.

Con una seconda di una primaria di Napoli, molti anni fa, dedicammo un anno a una serie di ricerche ed esperimenti sulla luce e sui colori. Il percorso si chiuse con una mostra di oggetti che avevamo progettato e costruito. Durante l’anno dedicato a queste attività accadde, senza alcun preavviso, che i bambini e le bambine cominciassero a ricercare e a scoprire autonomamente fenomeni legati a ciò intorno a cui stavamo lavorando, nelle situazioni e nei luoghi più inaspettati. Riporto alcuni racconti:

«Mentre mangiavo la pasta con i fagioli mi sono accorto che dopo che ho aggiunto l’olio, sulla superficie si formavano arcobaleni».

«Stavo facendo la doccia, è entrato un raggio di sole dalla finestra, ha sbattuto sul vetro e ho visto macchie di luce gialle, rosse e blu».

«Ho versato l’acqua in un bicchiere rotondo e il bicchiere è diventato una specie di lente d’ingrandimento».

«Se guardi attraverso una bottiglia di tè freddo vedi tutte le facce delle persone diventare gialle».

«Mi sono accorta che quando metto un cucchiaino dentro un bicchiere d’acqua sembra che si spezza».

Provare e riprovare esperimenti e ricerche in classe li aveva portati a vedere ciò che accade ogni giorno con un occhio diverso, con uno sguardo più profondo e attento.

Ispirandomi a questo piccolo ricordo vorrei proporre una lista di alcuni semplici accadimenti che fanno parte della nostra realtà quotidiana: se vi poniamo una maggiore attenzione, possono aprirci a ulteriori scoperte e generare in noi domande alle quali potremmo provare a rispondere, continuando a cercare e immaginando altri possibili esperimenti ed esperienze.

Il suono

Il mondo che attraversiamo è pieno di suoni che ci parlano, ci indicano possibili vie di ricerca, ci incuriosiscono e spesso ci affascinano.
Ascoltate il passaggio di un aereo nel cielo, o di un’auto per strada, che prima si avvicina e poi si allontana. Sentirete che il suono cambia: la nota è più alta e acuta se viene verso di noi, più bassa e grave se si allontana. Questo ci dice che lo stesso suono può essere udito in modi diversi a seconda della velocità e della direzione in cui si muove l’oggetto che lo emette.

Battendo un oggetto su un tavolo, per esempio, sentirete il suono giungere sino al vostro orecchio attraverso l’aria che vi circonda, ma provate ad appoggiare l’orecchio sul tavolo e sentirete potenze e sfumature dello stesso suono che non avevate percepito prima. Il suono si diffonde in modo diverso a seconda dei materiali in cui si muove.

Un altro esperimento che si può fare, per indagare sulla trasmissione del suono, consiste nell’adoperare un tubo di gomma, quello usato normalmente per annaffiare, lungo almeno due metri ma anche di più, posizionarsi in due alle estremità del tubo e a turno ascoltare la voce dell’altro giungere a noi, prima attraverso l’aria e poi attraverso il tubo. Anche in questo caso la qualità del suono cambia in modo evidente.
Numerosi altri esperimenti si possono fare per fare nuove scoperte sul suono e sulla sua natura. Si può scoprire, per esempio, che il suono è movimento di materia: movimento di aria se il suono si diffonde nell’aria, e di acqua se si muove nell’acqua (per fare due esempi).
Provate per esempio a riempire mezzo calice di cristallo di acqua, a inumidire bene l’indice e a strofinarlo facendolo ruotare sul bordo del bicchiere. A un certo punto sentirete un suono molto acuto e vedrete la superficie dell’acqua incresparsi (segno che il suono mette in movimento l’acqua).

Un altro esperimento prevede come materiali un tamburo e una candela. Accendete la candela e suonate il tamburo puntando la parte di sotto verso la fiamma. Se battete con forza e precisione la vedrete danzare al ritmo del tamburo. Il suono è anche aria in movimento.

Dopo aver fatto un laboratorio sui suoni, una bambina di otto anni ha detto: «Penso che ora sentirò i suoni in un modo diverso».

L’acqua

Ora possiamo provare a fare un piccolo viaggio nel mondo dei liquidi, in particolare dell’acqua.

Se per esempio quest’estate vi capiterà di andare al mare, potreste provare a fare alcuni esperimenti facendo galleggiare oggetti prima in un recipiente riempito da acqua di mare e poi in un recipiente pieno di acqua dolce. Scoprirete che ci sono alcuni oggetti che nell’acqua di mare galleggiano e nell’acqua dolce affondano; oppure che nell’acqua salata affondano più lentamente, mentre in quella dolce più velocemente.

Cominciate provando con un uovo fresco e delle sfere di gomma, con oggetti di plastica e legumi secchi (fagioli, lenticchie). Per accentuare la differenza, si può aggiungere altro sale all’acqua di mare: la differenza di comportamento tra i due liquidi aumenterà ulteriormente.
Uno sviluppo possibile di questo esperimento consiste nel far galleggiare “l’acqua nell’acqua”: provate a riempire un palloncino di acqua naturale. Vedrete che immergendolo nell’acqua dolce vaga in modo indefinito, un po’ affonda un po’ galleggia, ma se spostate il palloncino nel recipiente di acqua salata vedrete che galleggia.
Ci sono sufficienti elementi per potersi porre molte domande e cercare di trovare le risposte sui fenomeni così osservati.

Un altro piccolo esperimento con l’acqua si può fare procurandosi una bottiglia di plastica il più possibile trasparente, una ciotola abbastanza grande, più o meno come quelle che si usano per l’insalata, e un tubo trasparente di gomma lungo circa un metro di sezione 1 cm. Riempite sia la ciotola che la bottiglia di acqua (la bottiglia riempitela un po’ di più della metà); capovolgete rapidamente la bottiglia senza tappo immergendone il collo dentro la scodella. Tenendola in posizione verticale vedrete che la bottiglia non si svuota, nonostante sia a testa in giù. Perché?

Non è finita: immergete uno degli estremi del tubo nella ciotola e introducetelo dentro la bottiglia senza tirarla fuori dalla ciotola. Inserite un estremo del tubo fino alla parte della bottiglia dove non c’è acqua, l’altro estremo rimarrà all’esterno. Vedrete che a questo punto la bottiglia si svuoterà nella ciotola. Perché accade ciò?

Inventate e provate altri esperimenti che vi permettano di trovare possibili risposte.

Il sole

Durante l’estate, il calore del sole si fa più intenso. Una grande quantità di energia si riversa sul nostro emisfero, in particolare alle nostre latitudini, e il giorno dura di più della notte. Possiamo provare a fare tesoro di questa presenza in tanti modi che ci aprono a nuove possibilità di ricerca.
Il sole ci offre possibilità di sperimentazione quasi infinite. Dal calore, alla luce, al movimento degli astri. A partire da qui, si può dare inizio a numerosi viaggi che ci portano a indagare tanti aspetti della scienza.

Partiamo dalle ombre.
La prima cosa, abbastanza semplice, è costruire un orologio solare. È sufficiente fissare sul terreno un bastone, oppure individuare un oggetto che proietti la sua ombra (un albero, una sedia). Si tratta di registrare ciò che accade segnando a terra le posizioni dell’ombra. Questo può essere fatto in tanti modi: disegnando l’ombra a terra adoperando della farina, dei gessi o dei sassolini, oppure segnando la cima dell’ombra (se si tratta di un bastone o di uno stecco) con un oggetto. Sono sufficienti pochi minuti per scoprire che l’ombra non sta ferma ma si muove, seguendo specularmente il movimento del sole. Partendo da questo semplice rilevamento, si possono sperimentare modi diversi di misurare lo spostamento dell’ombra, per scoprire se la direzione di questo movimento è sempre la stessa e se la velocità resta invariata. La sfida può essere inventare tutti i modi possibili per realizzare questi rilevamenti. Si tratta di sperimentare una delle più antiche tecniche usate dagli esseri umani per misurare il tempo.

Passiamo ora al calore.
Il sole proietta sulla terra una grande quantità di energia che dà origine a numerosi fenomeni che sono alla base dell’origine e del protrarsi della vita sul pianeta.
Ci sono alcuni fenomeni abbastanza comuni che possiamo osservare e rilevare spesso: se esponi della cioccolata al sole si scioglie, se lasci un recipiente di acqua esposto alla luce, dopo un po’ di tempo l’acqua evapora. La lista la potete continuare voi stessi sperimentando altri fenomeni possibili.

Un altro esperimento sull’effetto del calore sulla materia si può fare con un palloncino. Prendete una bottiglia vuota, anche di plastica, possibilmente piccola, fissate sull’apertura della bottiglia un palloncino ben sgonfio, esponete al sole il piccolo sistema appena costruito e vedrete che piano piano il palloncino comincerà a gonfiarsi. Perché?

La luce e i colori

L’ultima esperienza che proponiamo, sempre legata al sole, riguarda la luce e i colori. Per fare questo esperimento ci servono una piccola vasca rettangolare e uno specchio rettangolare che entri comodamente dentro il recipiente.

Riempite la vaschetta d’acqua e immergete lo specchio nella vaschetta con la parte speculare verso l’alto. Mettete il tutto in un posto illuminato dal sole dove sia possibile proiettare la luce riflessa dallo specchio su una superficie (un muro, un lenzuolo). Manovrate lo specchio fino a che la luce riflessa dalla parte dello specchio immersa nell’acqua venga proiettata sulla superficie: vedrete apparire un arcobaleno dinamico. Quando agitate l’acqua i colori si mischieranno formando una chiazza in movimento di luce bianca, mentre quando la superficie dell’acqua si ferma vedrete di nuovo apparire lo spettro luminoso con tutti i suoi colori, dal rosso al viola.

Questo può essere solo l’inizio di un lungo viaggio che dalle cose che stanno intorno a noi ci apre a domande e a dubbi che costituiscono l’origine e la base di partenza di qualsiasi scienza. E non solo.