20000 volte bertacademy!

Il sito ha raggiunto (e superato) le 20000 visualizzazioni, non credo siano molte a dire il vero in quasi 4 anni di attività, ma sicuramente meglio dei siti concorrenti... Questo è pressoché sicuro perché ho il sospetto, sempre più fondato, di essere l'unico della categoria!
Pian piano si sta purtroppo verificando quello che da un po' cominciavo a temere, e cioè sto passando dall'illusione di ricevere gli onori per essere stato il primo ad aver percorso un nuovo filone della didattica (il sito), alla constatazione di una triste solitudine nell'essere l'unico a battere questa strada.

made by Juan

In tutto questo tempo nessun tipo di gratificazione da parte della Scuola, che purtuttavia è stata informata della mia iniziativa. Gli unici riconoscimenti arrivano solo da qualche genitore e dagli allievi. Certo la cosa non dovrebbe stupire più di tanto, visto che è opinione condivisa, anche all'interno della Scuola (e qui sta il bello!), che questa istituzione operi perennemente in ritardo rispetto alla società reale. Che stia facendo qualcosa di buono?

L'origine del cambiamento

Questa figura da un quadro generale del programma di quarta media di genetica ed evoluzione.

La xenofobia del sistema immunitario

Questo video mostra in maniera sintetica ed efficace come funzione la risposta del sistema immunitario alla presenza di un agente estraneo che cerca di attaccare il nostro corpo. Nel video che  mostra il flusso sanguigno, nel quale si riconoscono globuli rossi e in minor numero globuli bianchi, ad un certo punto si vedono degli invasori (probabilmente batteri) che con le proteine sulla loro membrana, si attaccano ad un globulo bianco. È il primo passo per penetrarlo e sfruttarlo per i loro scopi, e causarne la morte.

Ma è a questo punto che il corpo passa al contrattacco. Dapprima entrano in scena gli anticorpi, proteine gigantesche a forma di Y che, come una chiave in una serratura, si attaccano alle proteine dei batteri rendendoli impotenti nell'attacco e riconoscibili ad altri globuli bianchi, i macrofagi (quelli con quelle specie di tentacoli) che se li mangiano, o sarebbe meglio dire inglobano, distruggendoli definitivamente.

Se la difesa è efficace il nostro corpo, dopo un certo periodo con febbre e debilitazione, guarisce e si salva, se invece non riesce a contrastare l'invasore, a causa, ad esempio di una mancata produzione di anticorpi, soccombe, cioè muore.

È interessante notare che questo meccanismo viene messo in atto non solo nei confronti di elementi effettivamente estranei, quali virus e batteri, ma anche nei confronti di innocue cellule di altri organismi umani, quali i globuli rossi di un gruppo sanguigno con antigeni (i fattori A e B) diversi dai propri, che vengono quindi trattati dal sistema immunitario alla stregua di un pericoloso invasore. I globuli rossi estranei, in seguito alla risposta degli anticorpi, si attaccano uno all'altro formando un coagulo che rischia di bloccare la circolazione. Ecco perché una trasfusione di un gruppo sanguigno, che scatena la nostra reazione immunitaria può diventare mortale.

Per Elisa (e chiunque altro abbia curiosità e volontà di capire...)

Si stava parlando a lezione dell'ordine degli elementi nella tavola periodica, che troneggia enorme nella nostra piccola aula. Facendo l'esercizio proposto, Elisa aveva individuato una buona pista per dare un ordine agli elementi rappresentati sulle tesserine che aveva tra le mani: aveva formato diversi gruppi a seconda del numero di legami che l'atomo di quell'elemento poteva formare con altri atomi nelle molecole dei composti. E di fatto questo è, in fin dei conti, il principio che sta alla base della formazione delle famiglie di elementi della tavola periodica così come è stata concepita da Mendeleev.

Non ricordo con esattezza le domande ricevute, ma il discorso è scivolato dalle reazioni chimiche al fuoco che non è altro che l'effetto di una serie di reazioni chimiche dette ossidazioni dei combustibili. In sostanza Elisa voleva sapere cos'era il fuoco e per quale motivo scottasse. Lei sosteneva che, visto la mancanza di massa (come più volte avevo affermato in passato a lezione) il fuoco non poteva essere materia e quindi non poteva essere fatto di particelle che di conseguenza non possono con la loro velocità dare origine a quella che chiamiamo comunemente temperatura. Insomma la fiamma non dovrebbe essere calda!

Il fuoco, e per fuoco intendiamo la fiamma, non è una materia (ricordate gli elementi degli antichi greci?) ma contiene materia. E di che materia si tratta? Il fuoco contiene i prodotti della reazione chimica della combustione del materiale che sta bruciando cioè anidride carbonica (CO₂) e acqua (H₂O). La fiamma è quindi fatta di anidride carbonica e acqua (ovviamente in forma di vapore acqueo visto la temperatura!) sostanze le cui molecole derivano dal riassemblamento degli atomi che formavano le molecole dei reagenti: della sostanza che brucia (il combustibile) e dell'ossigeno (O₂). Come esempio di combustione nella figura sotto prendiamo quella in cui combustibile è il metano (CH₄) le cui molecole sono molto semplici.

Fin qui in classe me l'ero cavata abbastanza bene. Ma alla richiesta di spiegazioni sul perché le molecole dei prodotti avessero velocità maggiore (e quindi potessero essere responsabili della emissione di calore), ho dato risposte piuttosto vaghe e ho cercato di troncare il discorso. Cerco ora di riparare...

L'energia liberata dalla reazione chimica, diffusa come luce e calore, proviene dal cambiamento dei legami chimici delle molecole presenti nei reagenti e quelli presenti nei prodotti, come ho già accennato in classe. Bisogna a questo punto sapere che i legami chimici non sono tutti uguali, ve ne sono di più forti (e stabili) e più deboli (e meno stabili perché dotati di più energia). È un po' come se alcune molecole, quelle con i legami più energetici, saltassero più facilmente perché dentro di loro vi è una maggior tensione. Quando i legami chimici dei prodotti sono più forti (e meno energetici) di quelli dei reagenti allora la reazione libera la differenza di energia.

È il caso della combustione. I legami chimici presenti nei prodotti (CO₂ e H₂O) sono nel complesso più stabili di quelli presenti nei reagenti (O₂ e CH₄) quindi viene liberata quella differenza di energia  che darà luogo ad un elevata velocità delle molecole dei prodotti, cioè svilupperà l'alta temperatura della fiamma. Perché la fiamma è limitata ad una certa zona? Perché lì i prodotti sono abbastanza "eccitati" dalla formazione dei nuovi legami chimici che riescono ad emettere radiazioni, visibili all'occhio.

Dal gene alla proteina

Lenti e rifrazione

Nell'esercitazione in classe abbiamo visto che le lenti deviano i raggi luminosi in modo regolare. Alcune (lenti convergenti) li deviano verso l'interno in modo che si incrociano tutti in un punto chiamato “fuoco”. La distanza del fuoco dipende dalla curvatura della superficie della lente, maggiore è la curvatura più vicino alla lente il fuoco. Dopo il fuoco i raggi luminosi si trovano dal lato opposto rispetto l'asse della lente. Ecco perché l'immagine formata da una lente è capovolta. Le lenti che hanno la curvatura concava (lenti divergenti) deviano invece i raggi luminosi verso l'esterno.

Ma come fanno le lenti a deviare i raggi luminosi? È possibile grazie ad un fenomeno chiamato rifrazione. Questo fenomeno è quello per cui gli oggetti parzialmente immersi in acqua sembrano avere una netta piega proprio nel punto di immersione, ci avrete già fatto caso facendo il bagno o vedendo un cucchiaino in un bicchiere d'acqua.
Nell'esperimento abbiamo visto che i raggi luminosi quando attraversano la superficie di separazione tra due materiali trasparenti diversi subiscono una deviazione che dipende da due fattori:
1) L'inclinazione dei raggi, tanto maggiore è l'inclinazione del raggio incidente (quello che arriva alla superficie) rispetto la perpendicolare della superficie, tanto maggiore è la deviazione subita dal raggio rifratto (quello che esce dalla superficie).
2) La natura dei due materiali, l'aria ha un angolo di rifrazione maggiore rispetto gli altri materiali come è possibile vedere nello schema (rispetto alla plastica nell'esperimento in classe)

I raggi uscenti dalla parte destra del parallelepipedo, avevano la stessa direzione di quelli che sono entrati dal lato sinistro, risultandone quindi spostati ma paralleli, questo perché ogni raggio subisce due rifrazioni, la prima entrando e la seconda uscendo dall'oggetto di plastica. Le due rifrazioni sono uguali ma opposte, rimettendo così il raggio nella stessa direzione originaria.
Ecco quindi perché le lenti riescono a deviare i raggi luminosi, e per sì che la lente sia fatta bene deve avere anche una curvatura regolare delle sue superfici in modo che tutti i raggi luminosi si incrocino, nel caso di una lente convergente, in un punto solo.

Il ciclo dell'acqua

Tre animazioni molto carine sul ciclo dell'acqua. Se volete informazioni più dettagliate (bisogna però ascoltare!) guardate il video linkato tra i materiali di prima media.

Questo si intitola: "se l'acqua avesse occhi"

Infine se cliccate qui potete vederne un'altro.

Think different!

L'articolo che riporto di seguito è l'introduzione di un post copiaincollato da qui, e descrive una storia naturale che fa riflettere  sul valore della diversità. La natura ci insegna che dalla diversità, dalla moltitudine di forme, può nascere la cosa più importante, la sopravvivenza. Questo vale anche per il pensiero: le novità, le scoperte, sono elementi essenziali non solo della sopravvivenza della nostra specie, ma anche del miglioramento delle condizioni di vita, e nascono spesso da un pensiero diverso da quello standard. Quindi... think different!

La Biston betularia è una farfalla notturna che vive nel sud dell’Inghilterra. Grazie al suo colore grigio chiaro la farfalla ha da sempre avuto vita facile nei boschi di betulle nei pressi di Manchester, i cui chiari tronchi le hanno offerto per secoli un comodo luogo di riposo per le ore di sonno diurne.

La protezione dalle minacce dagli uccelli predatori veniva infatti dal perfetto mimetismo delle ali su quella superficie cinerea. In seno a quella candida specie però per una ostinata mutazione genetica da sempre, anche se sporadicamente, nascevano delle farfalle nere, degli individui perfettamente sani ma di colore scuro.

Emarginate dalle compagne queste farfalle erano poi facile preda degli uccelli che le individuavano facilmente sulle cortecce delle betulle.


Succede che a metà del XIX proprio nell’area di Manchester la rivoluzione industriale inglese vive una delle sue massime e più intense espressioni; le ciminiere avvolgono di smog e fumi le campagne periurbane ricoprendo di fuliggine nera anche i bianchi boschi di betulle. La vita si fa dura per le Biston betularia distinguibili adesso a prima vista sui tronchi anneriti dallo smog.


Fortuna che gli sgorbi neri ed emarginati, i partoriti e rinnegati che nei secoli precedenti avevano trovato una facile morte proprio a causa della loro diversità ora diventano funzionali, i più funzionali alla sopravvivenza della intera specie che lentamente così, attraverso le generazioni di superstiti mimetizzati nello smog, si trasforma e si colora di nero continuando ad esistere.


La nostra specie non ama le differenze, così come altre specie animali, tra cui anche la Biston betularia, ama l’uniformazione, l’omogeneità, ma dovrebbe imparare - la nostra specie - la lezione di Manchester se non altro per egoismo e spirito di auto conservazione.

400 km/h!

La luce è trasformata nei nostri occhi in impulsi nervosi, le vibrazioni dell'aria sono trasformate in impulsi nervosi nell'orecchio. Il contatto degli oggetti con la nostra pelle anche, e così qualsiasi fatto del mondo esterno che il nostro corpo riesca a rilevare. Non solo. Anche buona parte delle informazioni che nascono e viaggiano dentro di noi, si spostano in questo modo e a questa velocità.
Gli impulsi nervosi sono trasportati da entità chiamate neuroni, sono le cellule del sistema nervoso, e nella figura se ne vedono, stilizzate, alcune. I neuroni sono collegati tra loro, e tra di loro passano gli impulsi nervosi. Da questa immagine è facile capire come passa l'impulso da un neurone all'altro. Si tratta di un passaggio di sostanze, i neurotrasmettitori, che si liberano dal primo e sono recepite dal secondo.

Ma l'impulso nervoso dentro il neurone, come si propaga? Cos'è in fin dei conti? Lo si può capire abbastanza facilmente osservando questa immagine animata che rappresenta una piccola parte di una cellula nervosa. La parte blu, sotto, rappresenta l'interno della cellula, la parte rossa, sopra l'esterno. In mezzo la membrana. I pallini che entrano e poi escono e viceversa sono due sostanze: Na il sodio e K il potassio. Il sodio e il potassio sono elementi presenti nei sali minerali. Ecco quindi un esempio per cui vengono utilizzati questi nutrienti nel nostro corpo. L'impulso nervoso non è che la propagazione lungo la lunghissima cellula nervosa di questi movimenti alternati!

Cosa ricorda questo movimento? Di seguito un suggerimento...

Il nostro corpo, un filtro di materia!

Ecco lo schema fatto in classe che ricapitola i sistemi coinvolti nel rifornimento di materia necessaria al corpo per funzionare. Le diverse sostanze vengono prese dall'esterno, portate dentro di noi e trasformate per fornire l'energia indispensabile alla vita, oltre ai materiali da costruzione del nostro corpo. I prodotti finali delle trasformazioni, non più utilizzabili, vengono in ultimo espulsi all'esterno.

L'ebollizione dell'acqua: conclusioni dell' esperienza

La temperatura dell'acqua, riscaldata con il fornelletto, aumenta abbastanza costantemente anche se con un calo (nell'aumento) vicino all'ebollizione, dovuto alla dispersione di calore che aumenta con la differenza di temperatura tra acqua e aria dell'aula. L' ebollizione, avviene poco sotto i 100 °C, a causa della pressione atmosferica inferiore a 1013 mbar.
Da quando incomincia a bollire, la temperatura rimane costante, e sarà così fino alla fine dell'esperimento. Il calore, detto calore latente di vaporizzazione, fornito in questo periodo causa il passaggio di stato dell'acqua da liquido a gas. Le bolle che si formano all'interno del becher sono proprio formate da vapore acqueo!

La fusione del ghiaccio: conclusioni dell'esperienza

Dopo un iniziale abbassamento della temperatura registrata dal termometro (dovuto al raggiungimento dell'equilibrio termico tra termometro e ghiaccio), la temperatura si innalza abbastanza regolarmente fino a 0°C. A questo punto rimane costante nonostante il contenitore continui a ricevere calore, per effetto della differenza di temperatura con l'aria esterna.
Il ghiaccio comincia a fondere, come si può notare dal formarsi di uno strato sepre più consistente di acqua sul fondo del bicchiere. La temperatura rimarrà costante finchè tutto il processo di fusione del ghiaccio non sarà completato, solo allora ricomencerà a salire. Il calore che fluisce nel bicchiere in questo periodo, non causa quindi l'innalzamento della temperatura ma il passaggio di stato da solido a liquido dell'acqua. Questo calore è detto calore latente di fusione.

La patata: conclusioni

La patata è formata da cellule uguali di forma tondeggiante nelle quali, probabilmente, non è presente il nucleo (non è infatti visibile col colorante blu). Ogni cellula contiene una decina di granelli simili a sassolini formati da una sostanza che ha un elevato potere nutritivo. Quale? Chi ha un'idea lasci la risposta come commento al post...
La sostanza di cui sono formati i granelli viene utilizzata dalla pianta che nascerà dal tubero. Trovandosi sottoterra, priva di foglie e non essendo quindi ancora in grado di fare la fotosintesi, la giovane piantina sarebbe incapace di procurarsi il nutrimento per i primi tempi della crescita. Il nutrimento necessario lo ottiene quindi dalla riserva che la "madre" gli fornisce all'interno della patata. Una situazione simile a quella di un uovo!

La foglia di iris: conclusioni

la foglia di iris è un organo formato da due tessuti diversi.
Esternamente c'è un'epidermide formata da due tipi di cellule:
1. cellule di forma romboidale molto allungata incolori
2. cellule più piccole disposte a coppia tra le cellule romboidali (formano una struttura chiamata stoma)
Internamente il tessuto è formato da cellule di forma irregolare ma pressapoco quadrata o rettangolare. Al loro interno si possono vedere diversi corpuscoli verdi molto piccoli (la loro dimensione è di pochi micrometri), sono quindi loro i responsabili del colore verde delle foglie.
In alcuni casi è possibile vedere, che non sono presenti cellule dello strato interno proprio sopra gli stomi; rimane quindi, all'interno della foglia, uno spazio vuoto sopra gli stomi...

Il pene del titano

È sbocciato la notte scorsa al giardino botanico di Basilea, il fiore più grande del mondo, l'amorphophallus titanum, detto appunto pene del titano. Il suo pistillo ha dimensioni eccezionali: arriva a 2 metri di lunghezza!

Come molti di voi sapranno, il pistillo è l'organo sessuale femminile della pianta, non quello maschile come farebbe pensare il nome molto particolare di questo fiore. Prima di sbocciare, il tubercolo, cioè la "patata" da cui nascerà il fiore, deve raggiungere circa 20 chilogrammi di peso, cosa che ha fatto in 17 anni, per poi sfiorire in pochi giorni o addirittura in una sola notte.

Quali misteriosi insetti giganteschi si occuperanno dell'impollinazione di un simile fiore? Nulla di particolarmente romantico si nasconde dietro l'atto sessuale di queste piante. Gli impollinatori sono mosche che vengono attirate dalla puzza di cadavere che il fiore emana. Un ultimo particolare degno di nota di questa pianta fuori dal comune: il pistillo, durante la fioritura, si riscalda di 9 gradi oltre la temperatura ambiente.

In questo sito si può vedere la fioritura dalla webcam, con le immagini riprese nell'ultimo mese.

L'evaporazione

Evaporazione e ebollizione pur portando una sostanza liquida alla vaporizzazione, cioè alla sua trasformazione in gas, sono fenomeni alquanto diversi. La temperatura di evaporazione dell'acqua è, sappiamo tutti, di 100°C ma allora per quale motivo le pozzanghere evaporano? o perché la scia lasciata dalla spugna sulla lavagna dopo aver cancellato le scritte di gesso si asciuga? In entrambi i casi l'acqua non raggiunge certo quella temperatura: nessuno si è mai ustionato toccandola!

L'affermazione non è quindi del tutto corretta. Non è possibile capire bene questa cosa se non si "usano" le particelle. Pensando che le sostanze sono, a livello microscopico, null'altro che atomi (nel senso di Democrito) con le proprietà di cui sono dotate, tra cui il movimento, allora è facile immaginarsi il modo in cui una sostanza evapora. Come, ad esempio, l'acqua sulla lavagna rappresentata nella figura sotto, che, dopo qualche minuto non c'è più.

Tre sono i movimenti che bisogna considerare:

1. le particelle di azoto e ossigeno che formano l'aria muovendosi urtano le particelle dell'acqua (liquida) che stanno sulla lavagna fornendo loro l'energia per staccarsi una alla volta dal gruppo.
2. le particelle di acqua stessa si muovono, a volte quelle al confine del gruppo ricevono una "spallata" sufficiente a vincere l'attrazione che le tiene lì e le fa staccare dal gruppo (forse ti è capitato di vedere un caso del genere anche nell'animazione: "la differenza tra solidi liquidi e gas").
3. infine anche le vibrazioni delle particelle della lavagna (non rappresentate nella figura) forniscono a quelle dell'acqua l'energia che le aiuta a liberarsi.

Grazie a questi urti le particelle che inizialmente formano un gruppo abbastanza unito sulla superficie della lavagna, dopo poco tempo si trovano frammiste a quelle dell'aria. L'acqua a questo punto è diventata un gas, al pari dell'azoto o dell'ossigeno, e per fare ciò non ha dovuto raggiungere la temperatura critica di 100°C, che avrebbe permesso al liquido di evaporare pure al suo interno. A quella temperatura infatti la velocità media delle particelle di acqua è sufficiente a vincere l'attrazione delle compagne anche all'interno di un immenso gruppo di particelle, e muovendosi all'impazzata, creano quelle bolle di vapore acqueo (ma sempre acqua è!)che vediamo salire in una pentola d'acqua messa sul fornello per cuocere la pasta.

La Regina Vittoria e l'emofilia

In classe avete studiato che il carattere del colore degli occhi nel moscerino è legato al sesso, infatti se un moscerino è maschio, è anche più facile che abbia gli occhi bianchi. La stessa cosa capita negli esseri umani con una particolare malattia del sangue: l'emofilia. Per sapere qualcosa su questa malattia potete andare alla pagina di wikipedia.

Per una semplice spiegazione della trasmissione di questa malattia e quindi dei caratteri legati al sesso, ho trovato questo sito.

 

La stanza sotto coperta

Questo è il celebre e suggestivo passo col quale Galileo Galilei risponde a chi, portando 3 prove, sosteneva che la Terra fosse immobile : 

1. una pietra lasciata cadere da una torre cade verticalmente ai piedi della torre stessa, se la Terra girasse dovrebbe cadere un poco spostata rispetto la torre. (VERO)
2. una pietra lasciata cadere dall'albero di una nave arriva sulla barca un poco spostata rispetto alla base dell'albero. (FALSO)
3. i tiri di cannone di ugual potenza, verso ovest e verso est, arrivano alla stessa distanza. (VERO)

Galileo sostiene con questo brano che i tre argomenti, siano essi veri o falsi, non dimostrano nulla sulla supposta immobilità della Terra. In esso enuncia il principio di relatività e anticipa  quello di inerzia, attribuito a Newton.

Uomini e gatti in caduta libera

La caduta libera è argomento interessante e suscita molte domande da parte vostra. Ma è un problema che l'uomo, come abbiamo detto a lezione, quasi non si pone, dando per scontato quello che ci appare: la velocità alla quale scendono gli oggetti dipende dalla loro massa visto che tanto più sono pesanti gli oggetti, tanto più cadono velocemente. Ne siamo così convinti che abituarci al contrario quasi ci scandalizza! Ho visto reazioni veramente meravigliate a questo video. Eppure sono passati quattrocento anni da quando qualcuno (chi?) ha dimostrato che così non è.

Ma nascono anche altre domande più semplici. Qual è la velocità che un corpo umano raggiunge in caduta libera? Mi ha domandato oggi Giuliano. Non ho saputo rispondere a lezione, allora ho fatto una veloce ricerca in internet e con questo post vi presento i risultati.

Se, prima di proseguire nella lettura volete "provare" la caduta libera, guardatevi questo bel video che un po' toglie il fiato, pur sapendo di essere comodamente seduti davanti al computer...

Archimede e la corona: soluzione

Archimede entrando nella vasca ebbe l'intuizione di come misurare il volume di un oggetto di forma complessa come la corona. Capì infatti che lo spazio occupato (il volume) da qualsiasi oggetto avrebbe fatto salire il livello dell'acqua in un contenitore.

Si potrebbe quindi prendere un nuovo lingotto di oro di massa uguale alla corona,
immergere il lingotto un un recipiente graduato e misurarne il volume e fare la stessa cosa con la corona.

Se i due volumi fossero uguali allora la corona sarebbe di oro puro, nel caso invece che il volume della corona avesse un volume superiore ciò significherebbe che l'orefice ha aggiunto un metallo con densità inferiore come ad esempio argento.

Domanda: quale metallo avrebbe dovuto aggiungere l'orefice (invece dell'oro sottratto) se avesse voluto fare la corona di un volume inferiore?

Al primo che risponde in premio l'orologio arancione abbandonato in laboratorio!