Institut Sant Feliu de Guíxols
Quart d’ESO
Primer i segon de batxillerat

Les figures de Lissajous són les formes que es produeixen quan es combinen dos moviments oscil•latoris sobre l’eix de les x i sobre l’eix de les y al mateix temps. Aquestes figures agafen formes molt plàstiques de cercles, el•lipses, etc. segons la relació de les freqüències dels moviments vibratoris que es donen en cada direcció.

Amb un petit laser, un mirall i una superfície elàstica podem arribar a veure en una pantalla la formació d’aquestes figures.

Les ones estacionàries que es produeixen en una superfície elàstica (un tros de globus o un guant de làtex) tenen una vibració en dues dimensions, és a dir, podem considerar-les com una combinació de dos moviments harmònics en cada direcció de la superfície.

El muntatge és molt senzill. Agafem un laser petit i el posem en un suport apuntant a un mirall que hem enganxat sobre una superfície de làtex tensa. Podem fer aquesta superfície ajustant el guant de làtex a una llauna foradada per tots dos costats (com un tambor). El reflex del mirall ha d’anar a parar a la paret o a una pantalla. Si colpegem la llauna o la superfície elàstica veurem aparèixer les figures a la pantalla.

Institut Sant Feliu de Guíxols
Quart d’ESO
Primer i segon de batxillerat

Tots hem jugat alguna vegada fent soroll amb les copes d’una taula algun dia de festa tot fregant la vora de vidre amb el dit humit. Aquest joc infantil es pot sofisticar fins a tenir un verdader instrument musical en un conjunt de copes de vidre amb diferents nivells d’aigua. A Internet podem trobar concerts fets amb aquest “instrument”.

En aquesta experiència reproduïm aquest entreteniment des d’una vessant més científica. Si omplim vàries copes de vidre amb diferents nivells d’aigua i provem de fer-les sonar veurem que totes fan soroll, però no amb la mateixa freqüència.

Quan freguem la superfície del líquid amb el dit humit fem una cosa semblant al que fan els violinistes quan freguen l’arquet per les cordes de l’instrument. Quan es freguen les cordes del violí estem fent oscil•lar la corda corresponent, que vibrarà amb una freqüència que dependrà de la longitud de la corda i de la seva tensió (relacionada amb la velocitat de transmissió).

En el cas de les copes, la vibració es produeix en tot el cos de la copa (bidimensional). Quan afegim aigua el que estem fent és augmentar de fet l’espai per on s’escampa la vibració. Si augmentem l’espai (longitud d’ona) disminuirà la freqüència (notes més greus com més aigua hi hagi). Aquestes freqüències de vibració les podem controlar amb un afinador que es pot aconseguir de forma gratuïta en forma d’una aplicació d’smartphone.

Institut Sant Feliu de Guíxols
Quart d’ESO
Primer i segon de batxillerat

Les ones transmeten energia, però no matèria. Aquesta afirmació significa que una ona és la transmissió d’un moviment oscil•latori per un medi, però que les partícules d’aquest medi es queden al lloc on són.

Per veure d’una forma força clara i sorprenent com es produeix aquesta transmissió, podem intentar apagar una espelma a distància mitjançant una ona sonora dirigida. Per fer aquesta petita experiència prendrem una ampolla de plàstic buida i la tallarem per la meitat. En el forat gran hi encaixarem una membrana elàstica (un globus o un guant de làtex) i el forat del tap el deixarem destapat. Apuntarem aquest forat obert a la flama de l’espelma situada a una distància considerable i, si hem apuntat bé, veurem que amb un petit cop sobre la membrana l’espelma s’apaga.

En aquesta experiència l’ampolla només serveix per donar una direcció precisa a l’ona sonora que generem. Hem de tenir en compte que quan fem això no estem llançant partícules d’aire sobre l’espelma, és a dir, les partícules d’aire del costat de la membrana no arriben a tocar l’espelma. Senzillament, el cop sobre la membrana produeix una pertorbació (energia) que es transmet fins arribar a la flama.

• Obtenció d’olis essencials per maceració

Al principi de l’edat mitjana, la higiene no era tan descuidada com es creia ja que encara s’utilitzaven els banys àrabs. A mida que l’Edat Mitjana avança aquests costums es van oblidant. L’ús dels perfums i el seu coneixement, van desaparèixer d’Europa quan l’Imperi romà i el cristianisme (que va prohibir l’ús de perfums per la seva funció sensual) es van expandir. L’arribada de les croades a Terra Santa, va tornar a descobrir als europeus el plaer de fer servis matèries aromàtiques. De mica en mica els perfums de forta olor substituiran la higiene més mínima corporal. Aquesta higiene es va perdre a causa de l’austeritat, guerres i epidèmies. Aquests perfums, per tant, eren una mostra de classe i poder per part de qui els portava ja que eren molts cars.
El perfum de base alcohòlica i olis essencials, tal com se’l coneix avui en dia, va sorgir a finals del segle XIV. Va ser famosa l’Aigua de la Reina d’Hongria. Aquest perfum, que es va comercialitzar durant segles, era una barreja de tarongina, rosa, menta, melissa, llimona i romaní.

Objectiu:
Aconseguir oli essencial d’ herbes aromàtiques mitjançant la maceració.

Material:
• 4 flascons de vidre topazi (100 cm3)
• Morter i mà de morter
• Cassoleta
• tisores
• embut
• etanol del 96%
• Maria Lluïsa, espígol, romaní, lavanda…

Procedimanet experimental:
1. Comprovem que el flascó de vidre de topazi està net i sec.
2. Triem les herbes aromàtiques procurant que càpiguen dins del flascó. Si no és així, les tallem amb les tisores. Intentem combinar les herbes aromàtiques de manera que es complementin.
3. Omplim el flascó amb etanol del 96% de manera que les herbes quedin cobertes. Seguidament, tapem i etiquetem la preparació.
4. Deixem macerar la preparació durant un màxim de 30 dies i, un cop passat aquest temps, filtrarem la mescla i observarem els resultats.

• Reacció de la pluja àcida a les roques carbonades

Durant el Mesozoic degut a l’erupció dels volcans s’alliberaven a l’atmosfera entre altres, aquests gasos: òxid nitrós (NO2), òxid nítric (NO3) o diòxid de sofre (SO2) que en combinar-se amb l’aigua generen àcid nitrós (HNO2), àcid nítric (HNO3), i àcid sulfúric (H2SO4). Tots components de la pluja àcida.
Un dels efectes de la contaminació atmosfèrica és la pluja àcida, que es forma a partir de la combinació dels òxids de nitrogen i de sofre presents a l’aire amb el vapor d’aigua per donar com a resultat els àcids nítric i sulfúric respectivament.
El pH és un paràmetre que s’utilitza per determinar l’acidesa d’un líquid. Valors de pH inferiors a 7 indiquen que és àcid i superiors a 7, que és bàsic (escala de pH entre 0 i 14). Un valor de pH de 7 es considera neutre. Els valors normals de pH de la pluja són lleugerament àcids per la presència d’àcid carbònic, i per tant es considera pluja àcida a partir de valors inferiors a 5,6.
L’anàlisi de la pluja àcida pot donar valors de pH fins a 3.
La pluja àcida pot tenir efectes molt perjudicials en plantes, animals, ecosistemes i subsòl, però també en el patrimoni arquitectònic.
En aquest experiment descobrireu que algunes substàncies presents a l’aire poden ser corrosives amb els materials de construcció.

Objectiu:
Visualitzar els efectes de substàncies amb un pH àcid sobre les roques carbonades.

Material:
• 4 guixos
• 4 gots
• Suc de llimona
• Aigua
• Vinagre
• Lleixiu
• Tires de pH

Procediment:
1. Emplenar un got amb suc de llimona un altre amb aigua, un altre amb lleixiu i l’últim amb vinagre.
2. Utilitzar les tires de pH per determinar el grau d’acidesa de les 4 substàncies escollides.
3. Introduir un guix dins de cada got i deixar-li una estona.
4. Observar els resultats i relacionar-ho amb la pluja àcida.

• Volcà en erupció

Objectiu:
Simular les erupcions volcàniques freqüents durant el Mesozoic i que provocaven l’alliberació a l’atmosfera de compostos àcids.

Material:
• 2 cullerades de bicarbonat
• Una quarta part d’un got, plena de vinagre
• Aigua
• Maqueta d’un volcà, preferiblement feta amb plastilina, terra, o sorra.
• Sabó de plats
• Colorant alimentari vermell
• Una ampolla de plàstic petita (ha d’estar a l’interior del volcà)

Procediment:
1. Emplena la ampolla del volcà amb aigua, fins a arribar a la meitat.
2. Afegeix 2 cullerades de bicarbonat, i colorant en cas que es vulgui crear una reacció més impressionant.
3. Per a iniciar la reacció, tira una quarta part del got de vinagre.
4. Allunya’t i observa els resultats de la prova.
5. Repeteix l’experiment amb diferents quantitats de vinagre i de bicarbonat, per a observar els diferents resultats possibles.
Reacció que té lloc:

• Construcció d’un espectroscopi

La major part de la informació que rebem de l’univers prové de la llum que ens envien els objectes celestes. La llum visible es pot descompondre en diversos colors mitjançant un prisma o una xarxa de difracció. Aquesta descomposició en les diverses longituds d’ona es denomina espectre.
L’espectroscòpia és una tècnica que, a partir de l’espectre de la llum, permet determinar
la composició, la temperatura, el moviment i la densitat d’aquests objectes a distància, sense que faci falta estar-hi en contacte directe. Això passa perquè aquestes propietats deixen una empremta particular en les línies que apareixen sobre els colors de l’espectre.

Un espectroscopi és un dispositiu que permet obtenir l’espectre d’una font lluminosa (el Sol, una estrella, un focus de llum…).
Té una escletxa per on la llum passa i arriba a una xarxa de difracció –superfície transparent o reflectora que està solcada per centenars de línies per mil•límetre i que dispersa la llum en diverses longituds d’ona que nosaltres veurem en forma de colors diferents. Finalment, una lent concentra els rajos de llum sobre una pantalla.

Construcció:

Seguir les instruccions del pdf:construccio espectroscopi i plantilla

Institut Gelida
Segon d’ESO “A”

La història del Làser s’inicia amb un descobriment de l’Albert Einstein mentre estava estudiant l’emissió dels electrons a l´interior de l’àtom. R Ladenberg va comprovar experimentalment el que havia previst Einstein i cap a l’any 1964, en un gran moment de producció científica, Townes, Basov i Prokhorov van rebre el premi Nobel per el primer prototipus de Làser i posteriorment es van començar a patentar (Làser de rubi).
Així, doncs, la curiositat sobre aquest tipus de tecnologia desperta l’interès dels joves i així un grup de treball va decidir presentar aquest projecte per ser força innovador construint un prototipus de Làser cremador amb un disseny que inclou materials diversos; placa protoboard, interruptor, cable, resistència, condensador electrolític i un díode làser. EL procés de construcció es va iniciar cap al mes de febrer decidint el circuit més adient i provant materials de circuit i fent les modificacions necessàries Una de les seves avantatges és que només utilitza electricitat. Té un temps de vida mitjana bastant curt. D’altres aplicacions que podem comentar tenim: el tractament en la cirurgia i estètica, tractament de patologies diverses

MATERIALS

• Ulleres de protecció
• Regulador de tensió LM317
• Resistència variable de 100 ohms
• Resistència fixa de 5 ohms
• Condensador electrolític de 47 microfarads, 16 volts
• Díode 1N4004
• Placa Protoboard (opcional)
• Interruptor ON/OFF
• Cables de coure
• Font d’alimentació

SEGURETAT
Artefacte perillós per els ulls. Es recomana allunyar-ho de la pell i dels ulls ja que el làser pot arribar a cremar a causa del díode làser. Per prevenir cremades als ulls seria convenient usar ulleres de protecció i a poder ser amb vidres foscos.

PROCÉS DE CONSTRUCCIÓ
PREVENCIÓ DE DURADA ENTRE 1 I 2 SETMANES
El primer pas a seguir és aconseguir el material anteriorment anomenat.
El següent pas és agafar la protoboard i col•locar-li en un extrem l’interruptor on/off.
Tot seguit col·locar regulador de la corrent i ajuntar-lo amb un cable al interruptor.
Unir el regulador amb un cable a la resistència variable de 100 ohms.
Col·locar la resistència fixa de 5 ohms.
Després col·locar condensador electrolític de 47 microfarads, 16 volts
L’últim punt serà col·locar la lent al díode làser i col·locar-li en les puntes dos empalmes per allargar les potes.

Nosaltres som un grup de nois i noies que fem una assignatura optativa a 3r d’ESO anomenada Petites Investigacions, tot i que potser hagués estat millor anomenar-la Petites Experiències… perquè de fet, investigar, el que es diu investigar, no investiguem gaire. Ara bé, el que realment fem al llarg del curs és experimentar moltíssim, i això és el que volem mostrar-vos el dia de la fira Ciència entre tots.
El nostre requisit sempre ha estat experimentar amb material i substàncies que tinguem a casa, és a dir, al nostre abast, com ara gots, plats, aigua, ampolles de plàstic, plastilina, clips, colador, canyetes, embuts… però també colorants alimentaris, pebre, detergent, oli, sal, pastilles efervescents, salfumant i amoníac.
Les nostres experiències giren al voltant de tres conceptes: tensió superficial, pressió atmosfèrica i densitat. Sovint, són experiències molt simples però alhora no ens deixen de sorprendre mai i, el que és més important, ens fan pensar.
Tot seguit fem un llistat de les petites experiències que us presentarem:

Un embut obedient
Inflem un globus xuclant
La font calorífica
Espelma tancada
El fantasma del laboratori
El dit màgic
El colador màgic
El tap de l’aigua
Làmpada de lava
Aigua repel•lent
La llauna que s’aixafa

Ei, ens oblidàvem de dir-vos que tota la feina que hem estat fent durant el curs, l’hem anat penjant en un bloc, que podeu consultar clicant aquí. En el nostre bloc hi trobareu moltes imatges i vídeos de les nostres experiències.

Institut Narcís Xifra
Primer de batxillerat

Objectius
Determinar què provoca l’explosió d’un globus.
Estudiar com afecta la superfície de contacte en l’explosió d’un
globus

Què necessites?

• Globus
• Xinxetes
• Una superfície llisa i rígida (premsa)a una cita del documento

Desenvolupament
Com afecta la superfície en la pressió exercida a un globus?

1. Infleu dos globus aproximadament a la meitat de la seva capacitat. Intenteu rebentar-los. Un feu-lo directament amb el peu i l’altre amb l’ajuda de la premsa.
   i. Quin costa més de rebentar?
   ii. En trepitjar el globus, heu posat la força del vostre propi cos damunt del globus. En el primer cas la superfície en contacte ha estat el vostre peu. En el segon cas la superfície és la de la fusta de la premsa. En quin cas heu exercit més pressió? Perquè?
2. Infleu dos globus aproximadament a la meitat de la seva capacitat. Intenteu rebentar-los fent ús de les xinxetes.
   i. Poseu el cartró amb el llit de xinxetes i pressioneu el globus al
   damunt.
   ii. Poseu el cartró amb una xinxeta a la premsa i pressioneu el globus al damunt.
   iii. Quin costa més de rebentar?

Rumia …
Intenta deduir la relació que hi ha entre la pressió, la força i la superfície.
Proposa una estratègia per aconseguir que no rebenti tan fàcilment.