scuola secondaria di secondo grado

• Antropologia
• Astronomia
• Biodiversità
• Biologia
• Biotecnologie
• Chimica
• Fisica
• Matematica
• Musica e Scienze
• Scienze della Terra
• Scienze Geologiche

• CROMOSOMI: I CUSTODI DEL CODICE GENETICO
• DAI FOSSILI ALLE MOLECOLE
• EVOLUZIONE DELL'UOMO
• LA VARIABILITA' GENETICA DELLA MIA CLASSE

Descrizione attività: Il progetto si prefigge di illustrare l'importanza dei cromosomi negli esseri viventi e di fornire le più aggiornate conoscenze su queste strutture dimostrando e insegnando anche alcune tecniche di laboratorio. L'attività è limitata alle scuole con laboratori attrezzati con microscopici ottici. Il progetto si articola in due incontri di due ore ciascuno.

I° incontro: si svolge nella scuola dove verrà presentato materiale didattico (powerpoint) per illustrare il significato e il ruolo dei cromosomi nella conservazione e propagazione del codice genetico di ogni specie. Verranno anche spiegate e visualizzate le differenze cromosomiche fra specie diverse così come vengono studiate nei cariotipi.

II° incontro: avviene nei laboratori della scuola e utilizzerà materiale in parte già preparato (cellule fissate) per preparare vetrini e illustrare, con la partecipazione attiva degli studenti, le tecniche di colorazione e bandeggiamento che permettono di vedere e riconoscere le coppie omologhe di cromosomi di diverse specie (uomo ed altri mammiferi). L'ultima fase sarà la visione al microscopio dei preparati ottenuti.

Descrizione attività: Lo sviluppo delle tecnologie molecolari, avvenuto nell'ultimo decennio, ha consentito agli antropologi di analizzare il DNA estratto da tessuti antichi (ossa, denti, capelli e tessuti mummificati) e di sviluppare una nuova disciplina: Antropologia Molecolare o Paleogenetica; attraverso  sofisticate analisi molecolari, possiamo  caratterizzare geneticamente popolazioni  ed individui del passato attraverso riconoscimenti individuali. In questo percorso sperimentale mostreremo agli studenti come sia possibile andare a recuperare il DNA da reperti antichi si umani che animali portando alcuni esempi di studi che sono stati effettuati.( DNA degli Etruschi, DNA dei Nenadertaliani, DNA di antichi e famosi personaggi storici Il conte Ugolino della Gherardesca, con nipoti e figli Franceso Petrarca).

NOTA NUMERO INCONTRI: La procedura è complessa per cui le lezioni si articoleranno in 3 incontri teorico-pratici così suddivisi:

1) Le tecniche molecolari in uno studio sul DNA antico (lezione teorica), estrazione del DNA da reperti antichi (lezione pratica). Amplificazione del DNA da reperti antichi (lezione pratica);
2 ) Clonaggio del DNA (lezione pratica);
3) Reazione di Sequenza. Analisi delle sequenze. Alcuni esempi di Studio, i Neandertaliani e Francesco Tetrarca,  il conte Ugolino della Gheradesca (lezione teorico - pratica).

Descrizione attività:

I incontro in laboratorio: L'ominazione: dai primati non umani all'uomo.

Quali differenze fra uomo e i nostri parenti più prossimi? Un viaggio attraverso calchi di crani originali di Ominidi sulle differenze anatomiche Uomo-grandi scimmie Antropomorfe, sulla parentela biologica Uomo- scimmie Antropomorfe  e sull' evoluzione biologica.

Il laboratorio si basa sull'analisi dell'Evoluzione scheletrica attraverso la descrizione delle caratteristiche anatomiche dei principali fossili (Australopitecine, Homo erectus, Homo sapiens, Homo neanderthalensis) utili a ricostruire l'aspetto in vita, il comportamento ed il tipo di adattamento all'ambiente in cui vivevano dei nostri antenati.

II incontro in classe: Diffusione dell'Uomo.

Dal centro di origine nell'Africa equatoriale fino alla diffusione su tutto il pianeta della nostra specie con particolare attenzione all'arrivo in Europa e al contatto con l'uomo di Neanderthal. Teorie a confronto che investono aspetti biologici ma anche culturali, al fine di comprendere meglio la nostra origine nel tempo e nello spazio.

Descrizione attività: Con questo progetto, che si articola in 6 ore di lezione teorico pratiche, gli studenti assieme agli operatori estrarranno ed analizzeranno il loro DNA; tutto ciò per analizzare parte del loro genoma mitocondriale e verificare la variabilità genetica della popolazione "classe".

NOTA NUMERO INCONTRI: La procedura è complessa per cui le lezioni si articoleranno in 3 incontri teorico-pratici così suddivisi:

1) estrazione del DNA con oral swab da epitelio buccale, amplificazione del DNA via PCR (lezione pratica);

2) Visualizzazione del DNA su gel di agarosio PCR (lezione pratica);

3) Reazione di sequenza; lettura delle sequenze ed interpretazione (lezione teorico-pratica);

Su richiesta è possibile concordare con le Scuole con laboratori attrezzati lo svolgimento degli incontri in classe.

• I MONTI DELLA LUNA
• IL NEGOZIO DELLE LONGITUDINI
• OSSERVARE LE MACCHIE SOLARI: CICLO DI ATTIVITA' E PERIODO DI ROTAZIONE DEL SOLE

Descrizione attività: Si parla della struttura della Luna come è stata scoperta da Galileo. Si passa poi a descrivere la struttura fisica della superficie lunare e come si pensa adesso che esso si sia formato. Si presenta un metodo semplice per valutare l'altezza delle strutture lunari mediante le ombre che queste proiettano in condizioni di illuminazione quasi radente. Da una serie di fotografie gli allievi determinano l'altezza di qualche struttura.

Descrizione attività: Galileo, come sempre disperatamente alla ricerca di nuovi guadagni, capì subito che i satelliti di Giove,  appena scoperti, potevano essere utili per risolvere il problema delle longitudini in mare, specialmente importante in un momento in cui si erano intensificati i viaggi transoceanici per portare in Europa le grandi ricchezze del Nuovo Mondo.

A questo scopo Galileo inventò il Celatone, ovvero una sorta di casco dotato di cannocchiale con cui gli ufficiali di rotta osservando i satelliti di Giove avrebbero potuto determinare il tempo confrontando le osservazioni con le effemeridi dei satelliti che lui avrebbe preparato. Il negozio delle Longitudini, così si chiamava il contratto che intendeva sottoporre al Re di Spagna per vendergli tutto la tecnica di  calcolo delle longitudini non si concluse mai, forse si sarebbe concluso quello con gli Stati Generali di Olanda, ma la cosa fu impedita da Santa Romana Chiesa essendo stato Galileo condannato dal Santo Uffizio e gli Stati Generali una assemblea legislativa di uno stato protestante.

L'esperimento si svolge presso la scuola o presso il laboratorio OpenLab e consiste di una breve introduzione in cui si descrive il problema e la sua soluzione. Si passa  poi  a trovare da una osservazione simulata dei satelliti di Giove il tempo   sfruttando delle tabelle simili a quelle che avrebbe potuto fornire Galileo agli Stati Generali di Olanda o al Re di Spagna. Con il tempo così ottenuto si determina la posizione del naviglio su cui immaginiamo di essere stati imbarcati.

Descrizione attività: si presentano brevemente i fenomeni connessi con l'attività solare e poi da una serie di immagini della fotosfera solare ottenute dal satelliti SOHO e da un opportuno sistema di dischi di Stonyhurst si fanno ricavare dagli allievi le posizioni delle macchie in funzione del tempo in modo da calcolare la velocità angolare media del Sole. La conferenza, su richiesta può essere anche strutturata per le classi superiori dei licei Classici e Scientifici.

• ALIENI IN CITTA'
• DAL FIORE AL FRUTTO-VIAGGIO ATTRAVERSO I COLORI, ODORI E SAPORI

Descrizione attività: L'obiettivo è far conoscere il problema della introduzione di specie aliene (o alloctone), soprattutto animali e vegetali, in Toscana. Tali introduzioni costituiscono il secondo motivo di perdita della biodiversità, a cui fanno seguito l'impoverimento e la banalizzazione degli ecosistemi naturali.

Verranno spiegati il concetto di biodiversità, illustrate le principali minacce e saranno introdotti i concetti di specie indigena e di specie aliena. Verranno prese in esame alcune specie aliene che i ragazzi incontrano in città spiegandone le caratteristiche biologiche, la provenienza, le modalità di introduzione e i danni che possono causare.

L'attività pratica consisterà nell'osservazione diretta di esemplari di alcune delle più rappresentative specie aliene in Toscana.

Descrizione attività: 1 - Cos'è un frutto, origine e sviluppo; 2 - la stagionalità dei frutti, presentazione dei frutti di stagione e confronto con alcuni esempi di frutti importati; 3 -Caratterizzazione dei frutti: visiva, olfattiva e gustativa (prove di assaggio) e verifica con strumenti di laboratorio; 4 - Destinazione dei frutti.

• SULLA SCENA DEL DELITTO: IL DNA FINGERPRINTING"
• VEDERE IL DNA
• VIVA L'ACQUA, L'ACQUA VIVA

Descrizione attività: Numerosi programmi televisivi mostrano l'attività degli agenti delle Polizie Scientifiche di vari paesi del mondo. Molto spesso però la realtà del lavoro che queste persone svolgono è ben diversa da quella presentata e la presente esercitazione è stata ideata per far capire come si svolgono alcune delle indagini che vengono effettuate.

La prima lezione (teorica e propedeutica) riguarda i fondamenti della genetica forense ed i metodi molecolari basati sull'analisi del DNA per ottenere il molecular fingeprint (l'impronta digitale molecolare) degli individui.

La seconda lezione presenta una parte teorica-pratica che riguarda l'approccio ad una scena del delitto simulata (comportamento del Reparto Investigazioni Scientifiche -R.I.S-, osservazione e descrizione della scena, catalogazione e repertazione delle tracce biologiche) e una parte pratica che prevede invece l'utilizzo di un kit appositamente studiato per le esercitazioni di questo tipo. Vengono forniti differenti tipi di DNA: quello alcuni sospettati ipotetici, quello rinvenuto da tracce biologiche sul luogo del delitto, e quello della vittima. Seguendo il protocollo fornito con il kit si utilizzano le moderne biotecnologie per ottenere l'identificazione del colpevole. 

Descrizione attività: Il percorso è studiato per avvicinare gli studenti alla genetica e alle biotecnologie.

Fondamenti della cellula; fondamenti di biotecnologie; estrazione di DNA plasmidico da cellule batteriche con osservazione del risultato ottenuto in laboratorio mediante gel elettroforesi.

Analisi dei risultati: interpretazione della corsa elettroforetica

Descrizione attività: Come prescrive il D.Lgs. 152/99 sulla "Tutela delle acque dall'inquinamento", come modificato dal D.Lgs. 258/2000, in Italia la qualità delle acque può essere valutata attraverso l'Indice Biotico Esteso. L'I.B.E. permette di quantificare lo stato di "salute" di un corso d'acqua in base alle modificazioni nella composizione della comunità di macroinvertebrati dovute a varie forme d'inquinamento, a carenza d'ossigeno o ad altre alterazioni dell' ambiente.  

Dopo una prima lezione pratica che prevede la raccolta di campioni di macrobenthos in un corso d'acqua prescelto, in una lezione teorica-pratica in laboratorio gli studenti impareranno a riconoscere i macroinvertebrati con l'ausilio di microscopi binoculari e di testi per il riconoscimento. Il lavoro si concluderà con l'assegnazione di un "certificato di qualità" al corso d'acqua campionato.

Modalità di svolgimento attività - Numero incontri:

su due incontri: una lezione pratica in campo e una lezione teorico-pratica al Polo Scientifico o in classe se la scuola dispone di un laboratorio di scienze,

su un incontro: una lezione a scuola utilizzando macroinvertebrati campionati precedentemente dagli operatori. In quest'ultimo caso l'attività consterà di un'unica lezione teorica-pratica di riconoscimento dei macroinvertebrati e del calcolo dell'I.B.E.;

Periodo di svolgimento: anno scolastico (la lezione pratica in campo potrà avvenire nel periodo primaverile);

Durata attività: L'esperienza in campo avrà una durata variabile legata al campionamento - massimo di 2 ore e 30. L'attività in laboratorio avrà una durata di 2 ore e 30.

• BIOTECUCINA: COME UNA CUCINA PUO' DIVENTARE UN LABORATORIO DI BIOTECNOLOGIE!
• THE JUNK BAND ESEGUIRA' L'INNO DEL RICICLO E DEL COMPOSTAGGIO
• Laboratorio Multidisciplinare “ENERGIA”: parte di Fisica e parte di Biotecnologie

Descrizione attività: Il linguaggio speciale con il quale è è scritto "il manuale d'uso" delle cellule di tutti i viventi altro non è che .....il famoso DNA! Il quale è meno lontano dalla nostra esperienza quotidiana di quello che ci potremmo aspettare: in cucina ed attraverso l'utilizzo di materiali semplici, proprio come quelli che sono sicuramente reperibili nelle nostre cucine, potremo riuscire in poco tempo a estrarre e vedere il DNA....da frutta e da altri materiali vegetali, non solo buoni ma anche utili nella scienza, come fragole e banane! Sempre in cucina scopriremo che le biotecnologie sono antiche quanto l'uomo e scientificamente dimostreremo come si svolgono alcuni dei processi biotecnologici più comuni....che sono sulle nostre mense quotidianamente. E infine è proprio grazie alle biotecnologie più moderne, che operano come dei veri e propri detective molecolari, che possiamo avere la certezza che ciò che è sulle nostre tavole è realmente ciò che ci è stato detto che stiamo comperando, un buon pecorino fatto di latte di pecora, una mozzarella veramente fatta con latte di bufala oppure una buona salsiccia di cinghiale!

Descrizione attività: Il presente modulo didattico ha lo scopo di sensibilizzare ragazzi e insegnanti sulle problematiche connesse al riciclo; in particolare saranno svolte attività sperimentali periodiche incentrate sulla produzione e l'utilizzazione del compost.

I percorsi sono differenziati in base all'età e alle conoscenze degli alunni. Lo scopo primario è sensibilizzarli in maniera costruttiva e fattiva al problema del riciclo e a come si possa produrre qualcosa di buono e utili anche con i rifiuti.

Descrizione attività: parte Fisica:

Durante una presentazione iniziale vengono illustrati alcuni concetti-chiave necessari per la comprensione dell'attività: definizione di energia e potenza, principio di conservazione dell'energia.

In particolare vengono spiegate con l'aiuto di dimostrazioni pratiche:

-la trasformazione di energia meccanica in energia elettrica (alternatore);

-un esempio di utilizzo dell'alternatore: l'energia eolica;

-la trasformazione di luce in energia (l'energia del Sole e il pannello fotovoltaico).

Dalla descrizione dei dispositivi trattati si osserva che per tutti i processi di questo tipo ci sono inevitabilmente delle inefficienze di trasformazione, e quindi il rendimento ottenuto è sempre molto inferiore al 100%. 

Descrizione attività: parte Biotecnologica:

COMPOSTAGGIO E RICICLO: DAI RIFIUTI, ENERGIA PER LA VITA

"Riciclare significa non sottrarre energia al nostro pianeta ma sfruttare ciò che richiederebbe energia distruggere. Possiamo anche arricchire il nostro pianeta con i nostri rifiuti, producendo materiali che arricchiscono la terra e ne migliorano la produttività: le bucce delle nostre patate faranno più belle le nostre rose!"

Per chi fosse interessato, questa parte potrà essere approfondita con attività esclusivamente  sperimentali, iscrivendosi al modulo: "The Junk Band: eseguirà l'inno del riciclo e del compostaggio".

• ACIDI E BASI
• ALIMENTI E PROTEINE
• ALLA SCOPERTA DEI SOLIDI
• AROMI E ALTRE SOSTANZE NATURALI
• CINETICA CHIMICA
• COLORANTI
• ELETTROCHIMICA
• FASCINO MAGNETICO: VIAGGIO NEL COLORATO MONDO DEL MAGNETISMO MOLECOLARE
• FONTI DI ENERGIA RINNOVABILI: IL BIODIESEL
• PASSAGGI DI STATO
• PROPRIETA' CHIMICO-FISICHE DI SOLIDI, LIQUIDI E GAS.
• REATTIVITA' E SINTESI
• STECHIOMETRIA: LA MATEMATICA DELLA CHIMICA
• TECNICHE DI SEPARAZIONE

Descrizione attività: Saggi per riconoscere biomolecole presenti negli alimenti (saggio del biureto per le proteine, salda d'amido per gli zuccheri complessi, saggio di Feeling per gli zuccheri semplici, saggio per i grassi per formazione di un'emulsione). Riconoscimento dei grassi. Riconoscimento della vitamina C. Riconoscimento di sali minerali, quali il calcio. Spiegazione del meccanismo con cui ciascun saggio reagisce con le biomolecole.

Verranno eseguite delle estrazioni di aromi naturali (cinnamaldeide dalla cannella, caffeina dal caffè, essenza dei chiodi di garofano) e delle sintesi di aromi artificiali (essenza dell'olio di banana).

Infine sarà eseguito l'isolamento dei carotenoidi da carote e spinaci e verrà mostrato un impianto di distillazione in corrente di vapore utilizzata per estrarre gli olii essenziali dai materiali vegetali.

Descrizione attività: Alla base dell'ottimizzazione di tutti i processi chimici produttivi sia industriali che di pura ricerca c'è la velocità di reazione. In questo percorso, dopo una previa introduzione alla cinetica chimica, si evidenzieranno i principali fattori che influenzano la velocità di una reazione chimica e alcuni rilevanti meccanismi di reazione (polimerizzazione, reazioni oscillanti).

Descrizione attività: Esperimento per colorare un tessuto di cotone o di lino con l'indaco: effetto del cambiamento di colore in ambiente ossidante (aria) o in ambiente riducente. Coloranti alimentari. Preparazione di colori per la pittura: caseina come legante e sali inorganici come pigmenti.

Descrizione attività: Elettrolisi dell'acqua, pila, reazioni di ossido-riduzione, la pila di Daniel.

Descrizione attività:  "Qualsiasi sostanza è magnetica, a modo suo!". Un percorso che parte dal magnetismo a cui siamo abituati nella vita di tutti i giorni (calamite e bussole), e lo approfondisce (temperatura di Curie, proprietà magnetiche di ossigeno e azoto, ossigeno singoletto, dimerizzazione del biossido di azoto) per giungere all'affascinante e creativo mondo del magnetismo molecolare: variando la configurazione elettronica delle molecole il chimico può modificarne le proprietà magnetiche, il colore e addirittura usarle per la fotografia (cianotico) e per altre applicazioni tecnologiche (display).

Descrizione attività:  Introduzione alle diverse fonti energetiche con riferimento ai problemi di reperibilità, agli aspetti chimici dei processi di sfruttamento e all'impatto ambientale che ne deriva.

Sintesi del biodiesel: essendo una reazione che richiede un tempo complessivo superiore alle 2 ore, verranno mostrati i vari step della reazione preparati in precedenza dagli operatori; se l'esperienza viene realizzata presso le strutture del Polo Scientifico ai ragazzi verrà fatto eseguire il primo step in laboratorio e alcuni fasi della purificazione del biodiesel; in classe saranno effettuate solo alcune fasi preliminari alla sintesi.

Fermentazione: esempi di processi sfruttati per la produzione di gas.

Biomasse per la produzione di energia: saranno realizzati semplici esempi di trasformazione dibiomasse in energia.

Descrizione attività: Definizione di passaggio ed esperimenti relativi (passaggi di stato per l'acqua, sublimazione e sbrinamento dello iodio e della naftalina).

Dipendenza della temperatura di ebollizione dalla pressione (esperimento pratico in cui è possibile che abbassando la pressione i liquidi riescono a passare allo stato gassoso a temperature inferiori).

Distillazione (spiegazioni relative ai vari componenti dell'apparecchiatura che sarà fatta montare ai ragazzi e successiva prova di distillazione)

 Descrizione attività: Obiettivo dell'attività è evidenziare le trasformazioni che subiscono alcune sostanze quando vengono mescolate tra loro (es. albero di Diana) Verrà poi eseguita insieme ai ragazzi una sintesi completa per la produzione del sapone dall'olio o dell'aspirina. Infine saranno eseguite delle sintesi di polimeri (nylon e slime).

Descrizione attività: L'approccio quantitativo è necessario nel metodo scientifico. Si illustra come tenere un quaderno di laboratorio e si opera quantificando le azioni attraverso pesate, misure e calcoli. Determinazione sperimentale dell'ordine di grandezza del numero di Avogadro, verifica sperimentale del bilanciamento di una reazione, calcolo della resa di una reazione.

Descrizione attività: Separazione del sale dalla sabbia tramite solubilizzazione del sale, filtrazione della sabbia ed evaporazione del liquido. Distillazione del vino o dell'alcool denaturato per ottenere alcool etilico puro incolore. Cromatografia su strato sottile di miscele e separazione tramite cromatografia su colonna (clorofilla e miscela di coloranti). Separazione con imbuto separatore sfruttando l'immiscibilità fra liquidi. Estrazione dello iodio tramite liquidi non miscibili. Separazione per filtrazione per gravità e filtrazione in depressione. Separazione di due solidi tramite proprietà magnetiche: polvere di ferro e carbonato.

• CALORE E TEMPERATURA
• ELETTROMAGNETISMO
• IL MOVIMENTO
• IL SUONO
• LA LUCE
• LE FORZE
• LIQUIDI E GAS
• Laboratorio Multidisciplinare "ENERGIA": parte di Fisica e parte di Biotecnologie

Gli esperimenti indicati con l'asterisco (*) prevedono misure quantitative; gli argomenti saranno concordati con l'insegnante.

Descrizione attività:

* Espansione e compressione dei gas: legge di Boyle

Esperimenti con l'azoto liquido: contrazione termica di un gas e di un solido (anello di Gravesande)

Trasmissione del calore (conduzione, convezione, irraggiamento); raggiungimento dell'equilibrio termico

Passaggi di stato di una sostanza e loro proprietà; calore latente

* Misura dell'equivalente meccanico della caloria

* Macchina di Stirling: misura del rendimento di un ciclo termodinamico

Descrizione attività:

Produzione di cariche per strofinio e col generatore di Van de Graaff; misure con elettroscopio

* Circuiti con resistenze in serie e parallelo; verifica delle leggi di Ohm

Campi magnetici creati dalle correnti: interazione tra spire percorse da correnti e aghi magnetici (bussole)

* Misura con un teslametro del campo magnetico all'interno di un solenoide e verifica del valore atteso

Il meccanismo dell'induzione elettromagnetica: una corrente viene indotta in un solenoide dal movimento di un magnete

Correnti continue e alternate; principio di funzionamento del trasformatore

* Misure su circuiti elettrici in corrente continua e alternata a bassa tensione, con resistenze, condensatori e induttanze; filtri passa - alto e passa - basso

* Misura del rapporto carica/massa dell'elettrone

* Misura del campo magnetico terrestre

* Misure con l'elettrometro assoluto

* Misure con l'amperometro di Kohlrausch

N.B. Gli esperimenti indicati con l'asterisco (*) prevedono misure quantitative; gli argomenti saranno concordati con l'insegnante.

Nota   numero   incontri:  Su   richiesta,  possibilità   di   un   secondo   incontro   di  approfondimento in laboratorio.

Moto di caduta libera in aria e confronto con lo stesso fenomeno nel vuoto (tubo di Newton)

* Moto rettilineo uniforme su guida a cuscino d'aria

* Moto uniformemente accelerato su piano inclinato (esperimento di Galileo)

* Misura del periodo di oscillazione del pendolo e determinazione dell'accelerazione di gravità

* Urti fra dischi su tavolo a cuscino d'aria

* Moto viscoso: verifica della legge di Stokes nella glicerina

Moto di rotazione della Terra: il pendolo di Foucault del Dipartimento di Fisica e Astronomia

N.B. Gli esperimenti indicati con l'asterisco (*) prevedono misure quantitative; gli argomenti saranno concordati con l'insegnante.

Nota   numero   incontri:  Su   richiesta,  possibilità   di   un   secondo   incontro   di  approfondimento in laboratorio.

Descrizione attività:

Trasmissione del suono

* Misura della velocità del suono in aria

Visualizzazione di suoni con l'oscilloscopio; si definiscono i parametri dell'onda sonora.

Visualizzazione del suono di un diapason e dei battimenti di due diapason di frequenza simile

* Misura della frequenza del battimento di onde acustiche

Stima della soglia di udibilità dell'orecchio umano

N.B. Gli esperimenti indicati con l'asterisco (*) prevedono misure quantitative; gli argomenti saranno concordati con l'insegnante.

Nota   numero   incontri:  Su   richiesta,  possibilità   di   un   secondo   incontro   di  approfondimento in laboratorio.

Descrizione attività:

* Misura della velocità della luce

Propagazione rettilinea della luce: la camera oscura

Riflessione e rifrazione della luce, lenti convergenti e divergenti e formazione di immagini

* Verifica delle leggi dell'ottica geometrica

* Misura della distanza focale di una lente

Il microscopio e il cannocchiale

Caratteristiche della luce prodotta dal laser

* Misure con fenditura regolabile e con reticolo di diffrazione

* Interferenza della luce: misure con interferometro ottico

Osservazione del moto caotico di nanoparticelle disperse in un liquido, illuminate con luce laser

N.B. Gli esperimenti indicati con l'asterisco (*) prevedono misure quantitative; gli argomenti saranno concordati con l'insegnante.

Nota   numero   incontri:  Su   richiesta,  possibilità   di   un   secondo   incontro   di  approfondimento in laboratorio.

Descrizione attività:

Moto di caduta libera in aria e confronto con lo stesso fenomeno nel vuoto (tubo di Newton)

* Moto uniformemente accelerato su piano inclinato (esperimento di Galileo)

* Forza elastica: taratura di una molla e verifica della legge di Hooke

* Misura dell'accelerazione di gravità con il pendolo semplice

Forza fra cariche elettriche, forza magnetica

* Forze molecolari: misura della tensione superficiale dell'acqua

* Forza idrostatica: misura della densità di un liquido con la bilancia di Mohr

* Forza di attrito viscoso: verifica della legge di Stokes nella glicerina

N.B. Gli esperimenti indicati con l'asterisco (*) prevedono misure quantitative; gli argomenti saranno concordati con l'insegnante.

Nota   numero   incontri:  Su   richiesta,  possibilità   di   un   secondo   incontro   di  approfondimento in laboratorio.

Descrizione attività:

Esperimenti sulla pressione

* Forza idrostatica: misura della densità di un liquido con la bilancia di Mohr

* Misure di densità di corpi solidi e liquidi con picnometro e bilancia elettronica

* Espansione e compressione dei gas: legge di Boyle-Mariotte

Temperatura di ebollizione e sua dipendenza dalla pressione

* Esperimenti sulla viscosità: verifica della legge di Stokes

* Forze molecolari: misura della tensione superficiale dell'acqua

Osservazione del moto caotico di nanoparticelle disperse in un liquido, illuminate con luce laser.

N.B. Gli esperimenti indicati con l'asterisco (*) prevedono misure quantitative; gli argomenti saranno concordati con l'insegnante.

Nota   numero   incontri:  Su   richiesta,  possibilità   di   un   secondo   incontro   di  approfondimento in laboratorio.

Descrizione attività: parte Fisica:

Durante una presentazione iniziale vengono illustrati alcuni concetti-chiave necessari per la comprensione dell'attività: definizione di energia e potenza, principio di conservazione dell'energia.

In particolare vengono spiegate con l'aiuto di dimostrazioni pratiche:

-la trasformazione di energia meccanica in energia elettrica (alternatore);

-un esempio di utilizzo dell'alternatore: l'energia eolica;

-la trasformazione di luce in energia (l'energia del Sole e il pannello fotovoltaico).

Dalla descrizione dei dispositivi trattati si osserva che per tutti i processi di questo tipo ci sono inevitabilmente delle inefficienze di trasformazione, e quindi il rendimento ottenuto è sempre molto inferiore al 100%. 

Descrizione attività: parte Biotecnologica:

COMPOSTAGGIO E RICICLO: DAI RIFIUTI, ENERGIA PER LA VITA

"Riciclare significa non sottrarre energia al nostro pianeta ma sfruttare ciò che richiederebbe energia distruggere. Possiamo anche arricchire il nostro pianeta con i nostri rifiuti, producendo materiali che arricchiscono la terra e ne migliorano la produttività: le bucce delle nostre patate faranno più belle le nostre rose!"

Per chi fosse interessato, questa parte potrà essere approfondita con attività esclusivamente  sperimentali, iscrivendosi al modulo: "The Junk Band: eseguirà l'inno del riciclo e del compostaggio".

• INDOVINELLI ALGEBRICI
• MAGIA DEI NUMERI
• MESSAGGI SEGRETI: LA MATEMATICA PER CHI HA QUALCOSA DA NASCONDERE

(per le classi del biennio)

Descrizione attività:

L'attività consiste nell'analisi e la risoluzione di indovinelli e giochi tramite le conoscenze matematiche acquisite dagli studenti. I ragazzi verranno guidati nell'analisi dei problemi insiti negli indovinelli proposti, mediante strategie di calcolo algebrico letterale o di opportune modellizzazioni tramite equazioni di primo grado, o tecniche analoghe ma di livello superiore, secondo la classe in cui l'esperienza viene proposta.

Gli studenti devono portare con sé:  Penne,  fogli a quadretti , calcolatrice.

Descrizione attività:

Si introduce il triangolo di Tartaglia e se ne studiano le caratteristiche. I ragazzi stessi costruiranno il triangolo sulla base delle indicazioni degli operatori e ne scopriranno le sorprendenti proprietà.

Descrizione attività:

Si esaminano le basi principali della Crittografia e di alcune sue applicazioni concrete, coinvolgendo gli studenti in attività pratiche di codifica e decodifica e in discussioni sulla efficacia delle varie tecniche. Saranno messe particolarmente in luce le connessioni con alcuni aspetti della matematica, quali permutazioni, frequenze statistiche, funzioni invertibili, numeri primi,...

Nota per gli insegnanti: gli studenti devono portare con sé:  penne,  fogli a quadretti, calcolatrice

• IL SUONO ELETTRONICO
• INFORMATICA MUSICALE: AUDIO E MIDI
• MUSICA E TECNICA

Descrizione attività:

- Differenziazione tra segnale elettrico e segnale elettronico

- Generazione del suono elettronico: gli oscillatori

- Le forme d'onda generate elettronicamente e le loro caratteristiche

- Le forme di sintesi del suono: modulazione di frequenza, sintesi sottrattiva e sintesi additiva.

- Elaborazione del suono elettronico: i filtri

- Creazione di un suono elettronico.

Descrizione attività:

- Gestire i file audio e midi: sequencer e editing audio,

- Realizzare basi musicali;

- La produzione musicale: software di registrazione, schede audio, connessioni,  microfoni, formati digitali.

Descrizione attività:

- Il mondo digitale: la rivoluzione nel campo dell'audio con l'avvento delle nuove tecnologie, Il suono digitale;

- L'elettronica e l'informatica nel campo della produzione musicale: software di registrazione, schede audio, tipi di connessioni, formati digitali;

- Le apparecchiare elettroacustiche: gli strumenti musicali elettroacustici, la loro costruzione e il loro funzionamento.

• LE ROCCE DI FIRENZE

Descrizione attività: Firenze è universalmente conosciuta come città d'arte, ma sappiamo quali e quanti tipi di rocce sono stati utilizzati per costruire i suoi palazzi ed abbellirne i monumenti? Da dove venivano estratte? Quali tesori della natura, come i fossili, possono nascondere? Nei due incontri al Polo sperimenteremo i trucchi per riconoscere le rocce, i processi di fossilizzazione ed osserveremo al microscopio i fossili. Chiuderà il percorso la visita a Firenze guardando ai suoi monumenti soprattutto come "raccolta" di documenti storici naturali, quali le rocce, i minerali ed i fossili. Un modo diverso, e forse nuovo, di conoscere Firenze ed i suoi dintorni.

• LE PIETRE E L'ACQUA NELLA STORIA DI FIRENZE

Descrizione attività: Verrà effettuata un'escursione nel centro storico di Firenze dedicata a:

-Aspetti petrografici e geologici dei materiali lapidei naturali (pietre) e artificiali (intonaci, cotti, ceramiche ecc.) utilizzati nella costruzione degli edifici storici, loro fenomenologie di degrado e interventi di restauro.

-Testimonianze e storie degli eventi alluvionali a Firenze, dal trecento al 1966 con approfondimenti sul rischio idraulico e sulla relativa esposizione del patrimonio culturale della città.

• Antropologia
• Astronomia
• Biologia
• Fisica
• CNR

• I NEANDERTALIANI : ANTENATI O CUGINI?
• IL DNA ANTICO PER LA SOLUZIONE DEI MISTERI DEL PASSATO

Descrizione attività: Le teorie prevalenti  sull'evoluzione recente del genere Homo, sostengono che gli uomini moderni fuoriuscirono dall'Africa poche centinaia di migliaia di anni fa e che rimpiazzarono altri ominidi, fra cui i Neandertal, con i quali hanno convissuto per migliaia di anni. Ma altre ipotesi "multiregionali" affermano che i Neandertal non fossero poi così diversi dagli uomini moderni, e che potessero incrociarsi con loro. I Neandertal sono scomparsi circa 30.000 anni fa. Sequenze di DNA recuperate  dalle ossa di uomini di Cro Magnon, gli antenati degli attuali europei, vissuti circa 25.000 anni fa  ed analizzate con sofisticate tecniche molecolari, si sono rivelate simili a quelle degli esseri umani moderni e molto differenti da quelle degli uomini di Neandertal. Questo confermerebbe l'ipotesi che gli esseri umani odierni e i Neandertal abbiano percorso due strade evolutive ben distinte.

Descrizione attività: La lettura di particolari sequenze del  DNA permette di ricostruire i profili genetici delle persone viventi; grazie allo sviluppo delle tecnologie molecolari sempre più raffinate nel loro funzionamento è possibile andare a leggere il DNA da reperti antichi anche di personaggi storici illustri; questo permette di risolvere antichi misteri come ad esempio la caratterizzazione genetica del corpo attribuito a  Francesco Petrarca. 

Note: Requisiti tecnici: proiettore per calcolatore, microfono, spazio per esperimenti.

E' preferibile la presenza di almeno tre classi (licei classici e scientifici)

• GALILEO E L'ACQUA
• IL DIAGRAMMA DI HERTZSPRUNG RUSSEL: LA CHIAVE PER INTERPRETARE L'EVOLUZIONE STELLARE E ANCHE UNA
• IL SOLE, LE RELAZIONI TERRA SOLE, IL CLIMA DEL NOSTRO PIANETA E L'ENERGIA SOLARE
• LA VICENDA UMANA E SCIENTIFICA DI GALILEO
• GRAVITAZIONE E RELATIVITA' GENERALE
• INTRODUZIONE A "LE ONDE GRAVITAZIONALI"
• METODOLOGIE E TECNICHE DELL'ASTROFISICA
• SULLA MATERIA OSCURA
• SULLA MECCANICA QUANTISTICA
• TRASFORMAZIONI: DALLA NASCITA DEI PIANETI ALLA NASCITA DELLA VITA

Descrizione attività:  Non appena insediatosi in quella che Galileo pensava essere una sinecura, cioè il suo ruolo di Matematico Granducale, fu chiamato a discutere nel Giardino di Boboli con filosofi e alti prelati di passaggio sul galleggiamento dei corpi. Già Galileo aveva scritto sul peso specifico in un interessante documento rimasto per lungo tempo manoscritto detto "la bilancetta" . Galileo che conosceva bene Archimede sosteneva le teorie della statica dei fluidi concepite dal geniale scienziato siracusano. I filosofi fiorentini sostenevano invece le idee aristoteliche basate sul concetto di tenacità dell'acqua. Galileo raccolse poi le sue idee in un divertente volumetto intitolato "Discorso intorno alle cose che stanno in sull'acqua" (1612). Tutto sembrava risolto, tranne un "noioso" fenomeno che sembrava dare ragione ad Aristotele che noi oggi chiamiamo "Tensione Superficiale" che Galileo non poteva riuscire a spiegare ma che cercò ingegnosamente di aggirare., anche descrivendo un semplice esperimento che coinvolge acqua e vino e che i filosofi della scienza ritenevano impossibile, ma che invece è facilmente realizzabile. La conferenza è accompagnata dall'esecuzione di  alcuni esperimenti di idrostatica e dell'esperimento "dell'acqua e del vino"

Descrizione attività:  In questa lezione, si introducono i concetti di colore, massa e luminosità delle stelle e si discutono le caratteristiche degli spettri stellari. Partendo da questi concetti si spiga come, grazie al grande contributo dell'astronomo italiano Angelo Secchi siano iniziati negli Stati Uniti degli studi sistematici degli spettri stellari come da questi studi, grazie alla perseveranza di Miss Maury sia stato possibile scoprire che i primi anni del XX secolo esisteva una relazione tra colore e luminosità assoluta delle stelle. Questa relazione graficamente rappresentata nel così detto diagramma di Hertzsprung Russel (Diagramma HR) è stata la chiave per capire i meccanismi dell'evoluzione stellare.

Descrizione attività:  Il Sole è la centrale termica del pianeta Terra. Il suo funzionamento è cruciale per la nostra sopravvivenza e quindi è corretto che una parte rilevante della scienza astronomica sia dedicata allo studio del Sole. Il Sole è anche l'unica stella su cui noi possiamo studiare in estremo dettaglio fenomeni che nel loro insieme regolano il funzionamento delle stelle in generale. Da qui l'importanza della disciplina che viene indicata generalmente come Fisica Solare.

Negli ultimi anni si è anche capito che i fenomeni transienti che avvengono sul Sole possono avere grande influenza sul clima della Terra e si è sviluppata una nuova disciplina che studia le relazioni Sole Terra per cercare di prevedere l'evoluzione del clima e dell'ambiente terrestre in funzione della fenomenologia osservata sul Sole.

Il Sole costituisce per il pianeta terra un'inesauribile fonte di energia che è a nostra disposizione per essere captata ed utilizzata utilmente per soddisfare il sempre crescente fabbisogno energetico del nostro modo di vivere. Tuttavia un atteggiamento miope delle nostre società tende a sottovalutare i grandi danni che al pianeta stanno arrecando i rifiuti della combustione dei combustibili fossili e di altre attività umane come l'allevamento in larga scala. I prodotti del bruciamento dei combustibili fossili e il metano rilasciato dagli allevamenti modifica l'effetto serra della nostra atmosfera (che di per se è fondamentale per la nostra sopravvivenza) aumentando la quantità di energia che si accumula nei mari e nell'atmosfera. Questo fenomeno potrebbe portare a drammatiche conseguenze per gran parte della popolazione del pianeta Terra. I rimedi per prevenire questo disastro ci sono tutti, basta avere la volontà di applicarli.

Descrizione attività:   La conferenza è tratta dal libro Galileo Scienza Fede e Politica e studia le complesse interazioni tra la cultura del tempo, nei suoi aneliti di rinnovamento essenzialmente legati alla grande riforma protestante, la personalità di Galileo e le correnti politiche esistenti all'interno della Santa Apostolica e Cattolica Chiesa di Roma.

Gli studenti preposti alle letture  si prepareranno ad una lettura recitata dei testi sotto la guida dei docenti di italiano e filosofia, i testi da leggere verranno inviati circa 30 giorni prima della data della conferenza.

Prima della conferenza si farà una breve presentazione dei corsi della Facoltà di Scienze dell'Università degli Studi di Firenze.

Descrizione attività: Una discussione introduttiva alla Teoria della Relatività Generale.

Descrizione attività: Viene descritta la rotazione delle galassie: come si osserva, e quali implicazioni ha nell'individuazione della materia oscura dell'Universo.

Descrizione attività: Una panoramica sulla formazione dei pianeti simili alla Terra, sulla ricerca dei pianeti extrasolari, e sulla storia della vita sulla Terra.

• L'ALBA DEI GENI: L'ORIGINE E L'EVOLUZIONE DELLA VITA SULLA TERRA.

Descrizione attività: Un seminario sulle teorie sull'Origine della Vita sulla Terra e l'evoluzione primordiale.

• ARTE E SIMMETRIE
• DETERMINISMO E LOCALITA' NELLA FISICA MODERNA
• L'ORIGINE DELLA TEORIA ATOMICA
• LHC: I FISICI ITALIANI AL CERN DI GINEVRA
• QUANTE SONO LE DIMENSIONI DELL'UNIVERSO IN CUI VIVIAMO?
• RADICI QUADRATE E ANTIMATERIA
• SUPERMAN E LE FORMICHE

Descrizione attività:

Si mostra come già nell'antichità molte opere d'arte si sono ispirate al concetto di simmetria. L'idea della simmetria ha dato origine ad una disciplina matematica, la teoria dei gruppi, che a sua volta e' stata utilizzata da molti artisti. In particolare si farà riferimento alle opere di Escher che non solo si e' fortemente ispirato alle simmetrie ma le ha anche arricchite.

Descrizione attività: La meccanica quantistica, insieme ad altri sviluppi della fisica del ventesimo secolo, hanno profondamente cambiato certe idee fondamentali della fisica classica come il determinismo, il realismo e la località. Esamineremo l'evoluzione di queste idee discutendo esperimenti sia ideali, sia effettivamente realizzati, allo scopo di far conoscere la rivoluzione concettuale di cui è stata oggetto la fisica atomica.

Consigliata per le classi quarte e quinte

Descrizione attività:

Viene descritta l'origine e lo sviluppo della teoria atomica a partire dagli antichi greci e sino ad arrivare all'atomo quantistico.

Descrizione attività:

Viene discussa la teoria attuale che descrive le particelle elementari e le loro interazioni e come questa teoria possa essere verificata al nuovo acceleratore del CERN il Large Hadron Collider (LHC). Verra' inoltre posto in rilievo il contributo che i fisici italiani hanno dato a questa impresa

Dal modello standard delle particelle elementari ad un universo a molte Dimensioni.

Consigliata per le classi quarte e quinte

Descrizione attività:

La lunga ricerca sulla struttura della materia è culminata a metà degli anni '60 con la formulazione del modello standard delle particelle elementari. Questo modello descrive tutta la materia conosciuta in termini di costituenti elementari e delle loro interazioni:deboli,elettromagnetiche e forti. Il modello ha ricevuto delle conferme sperimentali molto precise da una serie di esperimenti fatti al CERN di Ginevra e allo SLAC di Stanford. Se però si cerca di introdurre la gravità in questa teoria si incontrano enormi difficoltà. Una possibile soluzione, che verrà discussa in questa conferenza, è che le dimensioni spaziali dell'universo in cui viviamo siano più delle tre dimensioni  alle quali siamo abituati a pensare.
 

Consigliata per le classi quarte e quinte

Descrizione attività: Come e' noto se si cerca il numero il cui quadrato da un numero dato (estrazione della radice quadrata) si hanno due soluzioni, una positiva e l'altra negativa. Questa puo' sembrare una semplice curiosita' matematica ma in effetti e' l'origine dell'antimateria come ha dimostrato Dirac scrivendo la sua famosa equazione per un elettrone relativistico. Verranno stidiate varie proprieta' delle antiparticelle, la possibilita' di creare coppie particelle antiparticelle, la loro annichilazione, ecc.

Descrizione attività: Cosa succede quando si cambiano le dimensioni di un oggetto? A questa domanda ha dato una risposta Galileo Galilei negli ultimi anni della sua vita. Usando le sue considerazioni faremo vedere come sia possibile ottenere una stima della forza di gravita' sul pianeta Krypton (pianeta originario di Superman) conoscendo gli effetti della sua superforza sulla terra.

• COME NASCE UN FIOCCO DI NEVE?
• DAI FRATTALI ALLA NASCITA SPONTANEA DI COMPORTAMENTI COLLETTIVI

(è preferibile la presenza simultanea fino a 2-3 classi per gli incontri a Scuola)

Descrizione attività: I fiocchi di neve sono familiari a tutti noi e tutti conosciamo il detto che non esistono due fiocchi uguali. La conferenza vuole introdurre i concetti fondamentali che spiegano la crescita di un fiocco di neve: la diffusione, l'aggregazione, l'instabilità, la simmetria. Questi stessi meccanismi permettono di capire processi solo apparentemente molto diversi: la formazione di aggregati metallici di taglia nanometrica.

(per gli incontri a Scuola è possibile la presenza simultanea fino a 2-3)

Descrizione attività: Illustrazione di strutture frattali esistenti in natura (fulmini, fratture, strutture di vegetali) e di modelli semplici per generarle e descriverle. Introduzione di varie tipologie di modelli matematici (a partire da automi cellulari) per mostrare la nascita di comportamenti collettivi (formazione di strutture spaziali - dune, mantelli striati in specie animali - code nel traffico etc.) in insiemi di elementi in interazione.

• APPLICAZIONI INFORMATICHE/MULTIMEDIALI, COMPUTER E GENTICA: LA BIOINFORMATICA
• CORSI GRATUITI PER INSEGNANTI
• PERCORSI DI INTERAZIONE CON IL MUSEO DI STORIA NATURALE
• PERCORSI SPECIALI, VISITE GUIDATE
• STAGES (gratuito) PER STUDENTI DELLA SCUOLA SUPERIORE

NOTA: è richiesta buona conoscenza dei fondamenti del computer e interesse specifico in questo campo di applicazione (eventualmente gli insegnanti possono selezionare studenti fra più classi).

Descrizione attività: In questi ultimi anni una tecnologia sempre più sofisticata ha permesso di determinare la sequenza nucleotidica di interi genomi, dai microrganismi all'uomo. Attualmente sono noti i genomi di oltre 400 organismi, compreso quello umano. L'enorme quantità di dati ottenuti in questi ultimi anni ha reso necessaria un sempre maggiore utilizzo dell'informatica per l'analisi dei dati biologici. E' nata così la bioinformatica.

La lezione (teorico-pratica) prevede, oltre ad una breve introduzione teorica, l'analisi bioinformatica di una sequenza di DNA, il suo confronto con le sequenze contenute nelle banche dati, l'uso dei metodi di individuazione dei geni, la scoperta dei domini strutturali e  funzionali delle proteine codificate dai geni stessi.

• CORSO DI FAMILIARIZZAZIONE CON IL LABORATORIO DI FISICA
• INCONTRI DI AGGIORNAMENTO SULLA CHIMICA E LA DIDATTICA

Descrizione attività: è dedicato agli insegnanti di Matematica o Fisica già inseriti nella scuola e consiste nella frequenza del laboratorio da parte degli insegnanti che, con l'assistenza di alcuni docenti universitari, eseguiranno gli esperimenti prescelti tra quelli disponibili. Si prevede un impegno di un pomeriggio la settimana per complessivi nove pomeriggi nel periodo Ottobre - Dicembre. Il laboratorio, dopo il corso, verrà messo a disposizione dei docenti, in orari da concordare, in modo da costituire per loro un luogo di esercitazione permanente e di scelta della soluzione più appropriata per il loro programma didattico. Il materiale potrà anche, su richiesta, essere prestato alle scuole per brevi periodi. Il Laboratorio, che è in funzione dal 2002, viene ogni anno ampliato con nuove esperienze e aggiornato con strumentazione adeguata. Alla fine del Corso verrà rilasciato un attestato di frequenza certificato dall'Ufficio Scolastico Regionale.

Docenti di riferimento: Annamaria Cartacci, Cecilia M.C. Gambi, Samuele Straulino

Numero di incontri: 9 pomeriggi al Polo Scientifico

Periodo di svolgimento: Ottobre - Dicembre 2011

Durata dell'attività: 3 ore a incontro

Descrizione attività: Il percorso è rivolto ai docenti delle scuole medie superiori ed ha lo scopo di favorire la discussione tra docenti delle scuole ed esperti chimici su specifiche tematiche relative alla chimica finalizzata alla didattica. Principale obiettivo di questi incontri è l'approfondimento delle tematiche proposte alle scuole nei percorsi di laboratorio del progetto OpenLab e la ricerca di metodologie accessibili al livello cognitivo degli studenti dei diversi ordini e gradi, per osservare gli aspetti chimici della natura, interpretarne il linguaggio e comprenderne le leggi.

Docenti di riferimento: Anna Maria Papini, Antonella Salvini

Numero incontri: saranno definiti e concordati sulla base delle esigenze e richieste degli insegnanti.

Periodo di svolgimento: novembre 2010 - maggio ‘11

Durata attività: 2 ore a incontro

• ECOSISTEMI IERI E OGGI....COM'ERA LA MIA REGIONE IN PASSATO?
• L'ENERGIA, IL SOLE E LA VITA
• LA SIMMETRIA NEL MONDO DEI CRISTALLI
• MUSICA E MUSEO: IL "COLORE DEL SUONO"

Descrizione attività: Come si è formata la Toscana? Quanto è "vecchia"? Quali animali vivevano in Toscana nel passato? Ripercorriamo la storia geologica e paleontologica della nostra regione per scoprire le differenze e le eventuali somiglianze dell'ambiente di milioni di anni fa con quello attuale.

Durante i primi due incontri indagheremo sul passato della nostra regione tra elefanti, rinoceronti e balene per poi visitare il Museo di Storia Naturale di Firenze dove, presso la Sezione de La Specola, confronteremo quanto visto con gli animali che possiamo trovare oggi in Toscana. Un percorso per capire come i cambiamenti ambientali si riflettono sulla fauna di una determinata area geografica.

Modulo di OpenLab:  Le trasformazioni dell'energia

Descrizione attività: Durante una presentazione iniziale vengono illustrati alcuni concetti-chiave necessari per la comprensione dell'attività: definizione di energia e potenza, principio di conservazione dell'energia.

In particolare vengono spiegate con l'aiuto di dimostrazioni pratiche

la trasformazione di energia meccanica in energia elettrica (alternatore);

un esempio di utilizzo dell'alternatore: l'energia eolica;

la trasformazione di luce in energia (l'energia del Sole e il pannello fotovoltaico).

Dalla descrizione dei dispositivi trattati si osserva che per tutti i processi di questo tipo ci sono inevitabilmente delle inefficienze di trasformazione, e quindi il rendimento ottenuto è sempre molto inferiore al 100%.

Modulo del Museo: L'energia negli ecosistemi

Descrizione attività:  Seguiamo il percorso dell'energia del sole a partire dal momento in cui entra a far parte della biosfera. Comprendere il ruolo dei pigmenti nella fotosintesi, con attività di cromatografia e microscopia, e le trasformazioni dell'energia all'interno della cellula. L'evoluzione di strutture ossee negli animali, dai gradini più bassi fino al vertice della catena alimentare. Interazioni tra organismi all'interno di un ecosistema. Un percorso tematico guiderà la visita alle collezioni esposte nella Sezione di Zoologia - via Romana, 17.

Descrizione dell'attività: Il laboratorio ha l'obiettivo di far conoscere le varietà timbriche degli strumenti musicali nella varie culture e le caratteristiche tecniche-acustiche dei suoni prodotti fino ad arrivare ad arrivare alle attuali possibilità offerte dal suono digitale e dalle tecnologie informatiche. L'esperienza si concluderà con la Tombola sonora , il tradizionale gioco in versione musicale.

Il livello di difficoltà sarà relativo al tipo di scuola e adeguato all'età degli alunni coinvolti.

• I TESSILI E IL PROCESSO DI TINTURA
• VISITA DEI LABORATORI DI RICERCA DELL'IST. DEI SISTEMI COMPLESSI - CNR
• IDROGENO COME VETTORE ENERGETICO: VISITA GUIDATA AI LABORATORI DI RICERCA

Descrizione attività: Il percorso ha lo scopo di presentare le differenze tra fibre naturali quali cotone, seta, lana, lino, canapa e alcune fibre sintetiche come nylon e poliesteri, da un punto di vista chimico, in relazione sia al loro riconoscimento che al processo di tintura. Inoltre verranno presentati i metodi chimici necessari per la purificazione delle acque dopo il processo di tintura.

-Reazioni di riconoscimento chimico delle fibre, acidità e basicità, bagnabilità, e assorbimento.

-Tintura con coloranti naturali e sintetici

-Purificazione delle acque provenienti dal processo di tintura con metodi chimici

Numero incontri: Il percorso è articolato in 3 interventi da due ore in laboratorio, da svolgersi presso i laboratori del Polo Scientifico a Sesto.

Periodo di svolgimento: da ottobre 2011 a maggio 2012

Descrizione attività: Si tratta di un percorso guidato, didattico-divulgativo, all'interno dei laboratori dell'Istituto dei Sistemi Complessi, fruibile anche da chi è privo di competenze specifiche, preceduto da una introduzione sulla scienza della complessità: questa si focalizza sulla struttura delle interconnessioni e della architettura generale dei sistemi, piuttosto che sui loro singoli componenti.

Saranno discusse le attività di ricerca sperimentale concentrate sull'immagazzinamento dell'idrogeno, che, connesse come sono con i problemi energetici, suscitano generalmente interesse e preoccupazione nel grande pubblico. La visita del laboratorio di spettroscopia Raman partirà dalla descrizione della strumentazione utilizzata spaziando nel campo dell'ottica, della fisica del laser, della criogenia. La descrizione dei processi di misura (spettroscopia Raman, spettroscopia infrarossa etc.) e della struttura microscopica dei materiali studiati coinvolge concetti di fisica quantistica che saranno discussi con differente approfondimento a seconda del livello dei visitatori.

Il secondo laboratorio che sarà oggetto della visita riguarda la microscopia a scansione di sonda, che offre la possibilità di avvicinarsi al mondo delle nanostrutture. In particolare sarà mostrato e utilizzato il microscopio a forza atomica (AFM) che trova la sua applicazione ottimale soprattutto nella scienza dei materiali ma anche nel settore nel settore biologico dove è in grado di mettere in evidenza singole molecole di DNA o proteine.

(una classe per volta)

Descrizione attività: L'attività proposta vuole anche essere un esempio di un approccio interdisciplinare fra la chimica e la fisica nell'affrontare tematiche complesse come l'energia. Il percorso proposto di carattere didattico-divulgativo inizierà con una introduzione generale sui problemi dell'energia e saranno in particolare discusse le attività sperimentali dei laboratori CNR  legate all'immagazzinamento dell'idrogeno. La visita si svolgerà poi all'interno del laboratorio di Cristallografia dell'Istituto di Chimica Composti Organometallici e del laboratorio di Spettroscopia Raman dell'Istituto dei Sistemi Complessi.

Durante la visita si illustrerà la strumentazione e le tecniche di misura (diffrattometria di polveri, diffrattria da cristallo singolo, spettroscopia Raman, spettroscopia infrarossa etc.) utilizzate per lo studio dei materiali usati per l'immagazzinamento dell'idrogeno. Gli argomenti trattati riguarderanno concetti sia di chimica che di fisica e saranno discussi con differente approfondimento a seconda del livello dei visitatori.

Descrizione attività: Gli studenti della scuola superiore (quarto e quinto anno) potranno svolgere attività di stage al Dipartimento di Fisica e Astronomia (verranno accolti al massimo 12 studenti a settimana, date da concordare con gli insegnanti). In particolare ci saranno esercitazioni di laboratorio di Fisica sotto la guida di docenti del Dipartimento in cui gli studenti, suddivisi in piccoli gruppi, eseguiranno gli esperimenti proposti, e visite a laboratori di ricerca. Questa attività, già collaudata da alcuni anni, risulta assai utile agli studenti più motivati come orientamento nei confronti della scelta universitaria. Un programma più dettagliato sarà inviato ai docenti che ne faranno richiesta scrivendo all'indirizzo cartacci@fi.infn.it oppure straulino@fi.infn.it .