Tradotto da Giulio Sinno.
Nektarios Tsagliotis ci spiega come costruire un microscopio usando materiali poveri e facendo scoprire agli studenti un mondo nascosto come accadde per Robert Hooke nel 1665.
autore Rita Greer (2009),
dipinto per la Open
University UK. Fra gli oggetti
davanti a lui ci sono il suo
libro Micrographia e un
microscopio
Immagine gentilmente
concessa da Rita Greer; fonte:
Wikimedia Commons
Come per il telescopio, il microscopio fu reso celebre per le scoperte effettuate da uno dei primi suoi utilizzatori. Quando si parla della storia del cannocchiale, si pensa a Galileo Galilei (1564-1642) e alle sue pionieristiche osservazioni della luna e dei pianeti. Allo stesso modo lo scienziato inglese Robert Hooke (1635-1703) fu uno dei primi a intuire le potenzialità del microscopio. Nel su libro Micrographia, pubblicato nel 1665, Hooke impressionò il pubblico facendo osservare un mondo fantastico ingrandendo al microscopio oggetti come aghi e capelli, formiche e ragni.
illustrazioni dell'opera di
Hooke: Micrographia
Immagine gentilmente
concessa da the Project
Gutenberg
Sin dalla sua giovinezza Robert Hooke manifestò interesse in diversi campi della scienza (per questo motivo fu soprannominato il 'Leonardo d'Inghilterra'). Nel 1662 fu incaricato dalla Royal Society, l'accademia delle scienze d'Inghilterra, da poco fondata, per effettuare degli studi con il microscopio. Tre anni più tardi pubblicò fra l'altro Micrographia.
Questo grande libro è ricco di descrizioni fatte al microscopio fatte dallo stesso Hooke. Egli affermò che il suo obiettivo era di usare 'una mano obiettiva e un occhio affidabile per esaminare e registrare le cose così come apparivano'. In queste descrizioni Hooke incluse splendidi disegni dettagliati degli oggetti che osservava. E affermò che i suoi disegni di insetti fatti dal vivo facevano apparire questi come dei leoni o elefanti visti ad occhio nudo. Il libro ebbe un grande successo ed è ancora considerato un capolavoro delle letteratura scientifica.
Micrographia è stata l'ispirazione per il mio progetto scolastico che ha due scopi. Primo, costruire un microscopio utilizzabile, ispirato dai primi modelli, che fosse economico, facilmente realizzabile con materiali attuali e che gli studenti potessero utilizzare in classe; secondo che gli studenti investigassero nel mondo microscopico, ispirandosi agli studi di Robert Hooke come punto di partenza e realizzando le proprie osservazioni con delle descrizioni personali.
Il microscopio che io e i miei studenti abbiamo costruito, è una versione modificata di un modello descritto da ricercatori del Museo Galileo di Firenze in Italiaw1. E' simile a quello usato da Hooke e altri scienziati durante il XVI e l'inizio del XVII secolo e possiede gli stessi elementi essenziali: due lenti (obiettivo ed oculare), un tubo e un diaframma per ridurre le distorsioni. I materiali moderni che abbiamo usato sono lenti di plastica, ciascuna delle quali estratta da una macchina fotografica usa e getta.
ingrandirla
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concessa da Nektarios
Tsagliotis
Il modello costruito ha un ingrandimento di circa 20 X, sufficiente per rivelare le meraviglie del mondo microscopico come le vide Hooke.
Questo microscopio è robusto e trasportabile e può essere assemblato subito non appena ci si è procurato il materiale dopo qualche “taglia e incolla” (consultare il video sul webw2). Può essere usato più volte per studi e osservazioni e richiede una manutenzione minima: pulizia delle lenti e ricambio delle batterie per la luce. Inoltre può essere conservato facilmente in classe o nel laboratorio perché occupa pochissimo spazio.
Tubo principale di supporto: circa 17 cm di lunghezza, Ø23 (diametro esterno 23 mm, interno 20 mm)
)
Questi tubi sono quelli per le installazioni elettriche degli edifici, reperibili presso ferramenta o negozi di materiale elettrico o per il fai da te tipo Brico.
Avendo una fotocamera digitale compatta si possono fotografare i campioni ingranditi. Disporre la camera sull'oculare, tenerla ferma e sarà sorprendente vedere la chiarezza delle immagini prodotte.
A: Il nuovo oculare, B: la lente
addizionale che era l'oculare
del microscopio originale; C:
l'obiettivo
Per ottenere immagini migliori, con meno distorsione, si può costruire una versione del microscopio con una lenti addizionale fra l'oculare e l'obiettivo. Si utilizza un tubo di connessione che conterrà la lente addizionale. Basta aggiungere un altro sistema con lente e rondella sull'estremità del tubo connettore: questo sarà il nuovo oculare. L'oculare del modello precedente (descritto prima) diverrà la lente addizionale correttrice del modello di microscopio a tre lenti.
L'idea è di far usare il microscopio più o meno come lo utilizzò Hooke a ragazzi della fascia di 10-14 anni, ricreando un'atmosfera di vera scoperta scientifica. Gli studenti osservano al microscopio e riproducono i dettagli disegnandoli e descrivendoli. Infine la classe discute i risultati.
illustrazioni dell'opera di
Hooke: Micrographia
Immagine gentilmente
concessa da the Project
Gutenberg
(2007). Dopo che Robert
Hooke terminò il suo corso di
studi e ottenne il suo
dottorato a Christ Church,
Oxford, UK, fu assistente di
Robert Boyle. Hooke è ritratto
nella farmacia del dott. Cross
a Oxford allestendo un
esperimento che utilizza una
pompa ad aria progettata e
realizzata personalmente.
Hooke sta collegando
l'ampolla di vetro mentre
Boyle sta supervisionando.
L'artista ha utilizzato i
disegni originali di Hooke
Immagine gentilmente
concessa da Rita Greer; fonte:
Wikimedia Commons
concessa da Nektarios
Tsagliotis
Gli studenti sono rimasti soddisfatti delle loro attività per aver fatto un gran lavoro svolto “in modo scientifico” imitando Hooke. Persino gli alunni che si lamentavano di non riuscire a disegnare si sono sforzati e hanno descritto verbalmente le osservazioniw7. Il progetto ha incoraggiato gli studenti a fare scienza in modo autonomo utilizzando strumenti autocostruiti con materiale povero.
Questo progetto è parte di un lavoro di ricerca diretto dal gruppo greco per il progetto 'La Storia e la Filosofia della Scienza nell'Insegnamento Scientifico' (HIPST)w8, finanziato dal 7° Programma Quadro Scienza e Società-2007-2.2.1.2 – sui metodi di insegnamento.
L'autore ringrazia il coordinatore del gruppo greco di ricerca del progetto HIPST, Fanny Seroglou (professore associato dell'Università Aristotele di Salonicco) per il supporto al progetto.
Il sito offre anche una serie di testi del 17° secolo sulla microscopia.
Per una guida fotografica sulla costruzione del microscopio e su come aggiungere la lente correttiva (microscopio a tre lenti) cliccare su ‘constructing the microscope ’.
Tsagliotis N (2010) Microscope studies in primary science: following the footsteps of R Hooke in Micrographia. In Kalogiannakis, M Stavrou D, Michaelidis P (eds) Proceedings of the 7th International Conference on Hands-on Science. 25-31 July 2010, Rethymno-Crete, pp. 212–221. www.clab.edc.uoc.gr/HSci2010
Vannoni M, Buah-Bassuah PK, Molesini G (2007) Making a microscope with readily available materials. Physics Education 42(4): 385-390. doi: 10.1088/0031-9120/42/4/008