Construcció d’aparells científics: l’estroboscopi

En molts museus de ciència es pot veure una parada en la que un raig d’aigua, que apareix com un continu, es mostra com una sèrie de gotes d’aigua suspeses en l’aire quan és il·luminat per una font de llum estroboscòpica.

Una font de llum estroboscòpica o estroboscopi, és a dir una llum que s’encén i s’apaga a intervals regulars de temps, la freqüència dels quals la pot regular l’usuari, es pot comprar en el mercat a preus assequibles, la pot construir un mateix a partir de kits que venen a les botigues de components electrònics (més barat) o es pot reciclar d’una cubeta d’ones, si es té al laboratori.

Gràcies a llums estroboscòpiques és possible fer fotografies com la de la vora que mostra una pilota de bàsquet en caiguda lliure a intervals de 1/20 segons.

Disc estroboscòpic

Una altra possibilitat de veure el fenomen és recórrer a un altre aparell més antic i més senzill, el primitiu estroboscopi, que consisteix en un disc amb un número N de ranures equidistants separades por zones opaques. La idea és il·luminar un fi raig d’aigua i, fent girar el disc enganxat per un mànec al seu centre, mirar a través de les escletxes modificant la velocitat de rotació fins que es veuen les gotes d’aigua suspeses a l’aire.

En l’article de Szigety, E. i altres (Rev. Eureka Enseñ. Divul. Cien., 2010, 7(2), pp. 566-572) s’explica la construcció, utilització i possibilitats didàctiques del disc estroboscòpic per veure la forma de les gotes d’aigua o la freqüència de refresc d’un televisor.

Igualment, en la pàgina web de Scientific American Frontiers es fan propostes per la seva construcció i utilització, enllaçant a una plantilla per construir-ne un.

Una utilització molt interessant és la de mesurar la velocitat de rotació d’un disc, una roda, etc. Tant és així que els tocadiscs tradicionals, que ara s’estan tornant a posar de moda, porten una plantilla (disc estroboscòpic) per ficar damunt els discs i comprovar si efectivament giren a 33 o 45 voltes/minut (revolucions per minut, rpm).

Malgrat els enllaços de dalt a plantilles per construir estroboscopis o l’alternativa de dibuixar-los un mateix amb les escletxes desitjades, he trobat un disseny molt interessant a un magnífic llibre de Edge, R. D., 1987, traducció al castellà de Halpern, F. Halpern, T., 2002, Experimentos con Hilos y Cinta Adhesiva, de l’American Physical Society, American Association of Physics Teachers i la Sociedad Mexicana de Física,  que permet construir un disc estroboscòpic amb un nombre de ranures variable entre 2 i 12 i que m’he permès el redibuixar-lo esperant que ningú s’enfadi i que sigui d’utilitat en les classes de física.

S’ha d’imprimir la plantilla i, a continuació, ampliar cada roda en cartolina a la mida desitjada (entre 20 i 30 cm de diàmetre) mitjançant una fotocopiadora. Es retalla cada roda, s’encaren, es gira una sobre l’altra fins que aparegui el nombre d’escletxes que es necessitin i es subjecten amb clips. Desprès s’utilitza el disc com indiquen Szigety, E. i altres en l’article de dalt.

Fenaquistoscopi

El fenaquistoscopi (del grec phénakistiscos (enganyar) i scopein (examinar, mirar)) no deixa de ser un estroboscopi i va ser la primera joguina òptica que permetia reproduir el moviment d’una imatge. Es basava a l’efecte de la persistència de la visió o persistència retiniana i va ser inventat simultàniament el 1831 pel físic belga Joseph Plateau i pel matemàtic i inventor austríac Simon Ritter von Stampfer.

Es pot gaudir d’una colecció preciosa de Joseph Plateau en la web del també belga Thomas A. E. Weynants. Per veure discos de Simon Ritter von Stampfer s’ha de clicar a la següent direcció del Akademischen Gymnasium Salzburg

http://www.akadgym.salzburg.at/aktivitaeten/projekte/strobodisc-matrix/index.php

L’aparell és un disc giratori de cartró amb una sèrie d’escletxes o ranures equidistants i una sèrie de dibuixos que descomposen les fases d’un moviment a una de les seves cares. L’espectador es posa davant d’un mirall i col·loca les imatges de cara al mirall de manera que en fer girar el disc i mirar a través d’una ranura s’obté la il·lusió de les imatges en moviment. La separació entre les escletxes fa el paper d’obturador de manera que la imatge retinguda al cervell pot unir-se amb la imatge següent del disc, donant sensació de moviment quan el cartró gira a una velocitat adequada.

Es poden trobar més discos de domini públic per imprimir-los, retallar-los i gaudir en Wikimedia commons. En la pàgina de Howcast ensenyen a fer-los.

 

---