Cymatics: veure el so

En Nigel Stanford ha produït Cymatics un excel·lent vídeo (inclòs en el molt recomanable doble àlbum Solar Echoes) on podem veure literalment ones sonores estacionàries acompanyades i creades per una música excel·lent. Podem gaudir visualment i auditiva d’ones de foc realitzades amb un tub de Ruben (semblant al de Kundt), diferents ones estacionàries de sorra en un planxa metàl·lica connectada a un altaveu, ones amb líquids ferrofluids, un raig d’aigua que cau en espiral… i acabar gaudint d’una imatge espectacular i esfereïdora dels músics rebent descàrregues elèctriques d’un generador de Tesla (semblant al de Van der Graaff) protegits per un vestit de cota de malla que fa l’efecte de gàbia de Faraday.

Resumint, un vídeo que podem utilitzar a les classes de Física per motivar a l’alumnat (i alhora gaudir plegats de l’espectacle físic-musical) quan comencem a treballar el tema d’ones i també d’electrostàtica.

I per les persones que no esteu estudiant Física una recomanació: deixeu-vos emportar durant una estona per les sensacions sonores i visuals… en acabar és possible que se us obrin alguns interrogants sobre aspectes científics del vídeo… benvinguts!

Bombolles

Atracció per inducció electrostàtica

Fregar un globus i produir electricitat estàtica és un fenomen bastant conegut. En aquesta experiència comprovarem primer l’atracció electrostàtica, per inducció, sobre una bombolla de sabó de manera que la farem caminar apropant-li el globus carregat prèviament per fregament.

Quan freguem el globus la seva superfície queda carregada negativament i en acostar-lo a la bombolla de sabó les càrregues positives són atretes i les negatives repel·lides de manera que es crea una petita diferència (per qüestió de distància) entre la força atractiva i la repulsiva, guanyant evidentment la primera: la bombolla es desplaça cap el globus. De fet, filant més prim, realment no hi ha separació de càrregues sinó que les molècules polars de l’aigua s’orienten totes en un sentit fent el mateix efecte.

La segona proposta consisteix en experimentar visualment i amb bombolles (una dins l’altra) l’efecte anomenat gàbia de Faraday.

Una gàbia de Faraday és qualsevol recinte recobert de material conductor, en el nostre cas la bombolla exterior. La presència del material conductor provoca que el camp electromagnètic a l’interior del recinte sigui sempre nul de manera que la bombolla interior no nota la presència del globus carregat i per tant es manté quieta mentre observem que l’exterior es belluga en la direcció del globus.

Aquest fenomen té bastants efectes en la vida quotidiana, per exemple, és el que impedeix que puguem escoltar la ràdio dins d’un túnel (si aquest té una malla metàl·lica de l’encofrat) o que dins un cotxe estarem segurs davant la caiguda d’un llamp.

El cel·lo carregat

L’existència de l’electricitat és coneguda per tothom, fins i tot alguna vegada hem patit els seus efectes desagradables: remenant un endoll, a l’anar obrir un cotxe un dia de tramuntana…

Cinta adhesiva del tipus Scotch Magic

Segurament també sabem que existeixen càrregues positives i negatives però… ho hem comprovat mai? Podem fer-ho si disposem només d’una mica de cel·lo (millor si és del tipus Scotch Magic).

Enganxem a la taula dues tires de cinta adhesiva i damunt d’elles dues tires més (que pintarem amb un retolador per distingir-les). Tot seguit les arranquem de la taula i les separem amb un moviment ràpid… obtindrem quatre tires (dues retolades i dues blanques). Comprovem…

Si acostem una tira retolada a la blanca veiem que s’atrauen entre elles però en canvi repel·leix a l’altra retolada. Després acostem la tira blanca a l’altra blanca i comprovem que també es repel·leixen però s’atrau amb la retolada.

Resumint, acabem de comprovar l’existència de dos tipus de càrrega en la cinta adhesiva: la de la cinta retolada (diguem positiva) i la de la cinta blanca (diguem negativa) i que les cintes amb càrregues diferents (retolada-blanca o positiva-negativa) s’atrauen i que les cintes amb càrregues iguals (retolada-retolada o blanca-blanca o positiva-positiva o negativa-negativa) es repel·leixen.

Ah, i per acabar: parlem amb normalitat de càrrega elèctrica positiva i negativa i cal tenir present que només és un conveni històric (que per cert ens va molt bé des del punt de vista matemàtic per la qüestió dels signes)… podríem parlar de càrrega elèctrica retolada i blanca o de càrrega elèctrica blava i vermella o… Coses de la història de la ciència!

Chocokrispies que salten

Un efecte curiòs de l’electricitat estàtica descobert de bon matí tot esmorzant.

Fregant la bossa dels cereals aquesta queda electritzada i aleshores alguns dels chocokrispies hi queden enganxats, aquest és un fenòmen bastant habitual i semblant al que passa quan freguem una barra de plàstic (o boli Bic) i atrau a uns paperets petits que hem deixat sobre la taula: atracció per inducció electrostàtica.

El curiòs d’aquesta situació (i de moment no disposo d’una explicació clara) és que en acostar el dit sense arribar a tocar la bossa de plàstic aquests cereals salten a un altre lloc de la bossa i pots anar repetint aquest fenòmen amb aquest mateix chocokrispie o amb altres.

Podríem pensar que en acostar el dit a la bossa aquesta es deselectritza i per això el cereal es atret per una zona de plàstic del costat que encara té càrrega estàtica (recordem que el plàstic no és conductor)… però si observem amb detall veurem que aquest Chocokrispie en els successius salts pot tornar a enganxar-se al mateix punt i per tant encara es manté electritzat.

Bé, aquí podeu observar el vídeo i recordeu que si algú troba una explicació al fenòmen ens la pot compartir. Gràcies.