Piramide per ologrammi

Cosa imparerà

• Che anche una plastica trasparente riflette una parte della luce (≈ 5 % su ogni faccia), come il vetro di una finestra di notte.
• Che l'immagine riflessa è virtuale: sembra trovarsi dietro la plastica, dove non c'è niente.
• Perché l'angolo di 45° fa sì che un'immagine sdraiata sullo schermo si veda in piedi.
• Che il contrasto (sfondo nero, stanza buia) decide se vediamo o no il riflesso.

Prepara prima

• Stampa le sagome al 100 % e verifica con un righello che la base del trapezio misuri 60 mm.
• Cerca e scarica il video prima della sessione (su YouTube: «hologram pyramid video» o «video ologramma piramide»). Verifica che abbia 4 viste attorno a un centro nero.
• Se usi il coperchio di una custodia di CD, staccalo dalla cerniera e togli le linguette: serve solo la parte piatta (≈ 120 × 120 mm, basta per le 4 facce).
• Pulisci la plastica e togli la pellicola protettiva se c'è: qualsiasi impronta si vedrà nel riflesso.
• Prepara una stanza che si possa oscurare.

Materiali e attrezzi

• Plastica trasparente — 1 pezzo da 12 × 12 cm (o 4 pezzi da 7 × 4 cm)
  acetato o PET trasparente da 0,3–0,5 mm (copertina trasparente di una cartellina, blister rigido e piatto, confezione di pasticcini); oppure coperchio di una custodia di CD (1 mm, si taglia in 4 pezzi)
• Nastro adesivo trasparente — circa 30 cm
  largo 12–19 mm
• Foglio A4 e nastro di carta — 1 foglio A4
  per stampare la sagoma e fissarla sotto la plastica
• Pennarello indelebile a punta fine — 1
  per ricalcare il contorno sulla plastica
• Telefono cellulare — 1
  schermo largo almeno 65 mm; luminosità al massimo; video di «ologramma piramidale» (4 viste su sfondo nero)

Attrezzi

• Taglierino e righello di metallo — incidere e tagliare la plastica adulto
• Forbici — tagliare l'acetato sottile
• Penna scarica — segnare le pieghe sulla sagoma in un solo pezzo
• Tappetino da taglio — proteggere il tavolo adulto

Pezzi e sagome

• A · Faccia della piramide (trapezio singolo) ×4 — plastica trasparente (coperchio di CD o acetato)
• B · Piramide aperta (4 facce in un pezzo) ×1 — acetato o PET trasparente 0,3–0,5 mm

Passo passo

1. Scegli la plastica e la sagoma

   Se hai acetato o plastica da 0,3–0,5 mm, usa la sagoma B (le 4 facce unite). Se usi il coperchio di una custodia di CD (1 mm, rigido), usa la sagoma A e taglia 4 trapezi separati.

2. Fissa la sagoma sotto la plastica

   Metti la sagoma stampata sul tavolo e la plastica sopra. Fissale insieme con 2 strisce di nastro di carta perché non si muovano.

3. Ricalca il contorno

   Con il pennarello indelebile e il righello, ripassa le linee di taglio sulla plastica: base di 60 mm, lato superiore di 10 mm e altezza di 35 mm per ogni faccia. Se usi la sagoma B, segna anche le 3 pieghe con dei puntini.

   Verifica: Misura sulla plastica: la base di ogni faccia 60 mm e il lato superiore 10 mm.

4. Taglia le facce adulto

   Taglia con taglierino e righello di metallo. Sul coperchio del CD, incidi ogni linea 4–5 volte con il taglierino e spezza la plastica piegandola sul bordo del tavolo. Per l'acetato sottile bastano le forbici.

   Verifica: Metti le facce una sopra l'altra: devono coincidere esattamente. Se una sporge, lima o rifila.
   Trucco: Taglia all'interno della linea di pennarello, così l'inchiostro non resta sul bordo.

5. Segna le pieghe (sagoma B)

   Con il righello e una penna scarica o il dorso del taglierino, incidi leggermente le 3 pieghe tra le facce, senza attraversare la plastica. Piega ognuna verso lo stesso lato.

6. Monta la piramide

   Unisci le facce lungo i lati inclinati con pezzi di nastro trasparente da 4 cm, all'esterno. Con la sagoma B bisogna chiudere solo l'ultima giunzione. Le 4 bocche piccole formano un quadrato di 10 × 10 mm e quelle grandi uno di 60 × 60 mm.

   Verifica: Appoggia la piramide sulla bocca grande: deve stare dritta, senza traballare, alta circa 24–25 mm.

7. Pulisci e togli il nastro in eccesso

   Rifila il nastro che sporge sopra e sotto perché la piramide appoggi piatta. Pulisci le facce con un panno asciutto: le impronte si vedono come macchie nell'ologramma.

8. Prepara il cellulare adulto

   Metti il cellulare sdraiato su un tavolo, con la luminosità al 100 % e la modalità aereo attiva. Avvia il video dell'ologramma a schermo intero (in orizzontale se il video lo richiede).

9. Metti la piramide a testa in giù

   Metti la piramide con la bocca piccola (10 × 10 mm) che tocca lo schermo, proprio sopra il quadrato nero al centro del video, e con ogni faccia rivolta verso una delle 4 immagini.

   Verifica: Ogni immagine del video deve trovarsi sotto una faccia, centrata.

10. Spegni la luce e guarda

    Spegni la luce e abbassati finché i tuoi occhi sono all'altezza della piramide, a circa 30–40 cm. Guarda attraverso una faccia: la figura appare in piedi, sospesa al centro.

    Verifica: Se giri attorno al tavolo, da ogni lato vedi la figura da un'altra angolazione.

Funziona? La prova

In una stanza buia, con il video avviato e la piramide centrata, guarda da un lato con gli occhi all'altezza della piramide.

Cosa deve succedere: Vedi la figura in piedi, di circa 2–3 cm, come sospesa al centro della piramide, colorata e un po' trasparente. Con la luce accesa quasi scompare. Guardando dall'alto non si vede niente (vedi lo schermo).

Se qualcosa non va

• Non vedo nessuna figura fluttuare — Guardi dall'alto, la stanza è illuminata o il video non ha lo sfondo nero. Soluzione: Metti gli occhi all'altezza della piramide, spegni la luce e usa un video specifico di «ologramma piramidale» con sfondo nero.
• La figura esce tagliata o decentrata — La piramide non è al centro del video o il video non occupa tutto lo schermo. Soluzione: Metti il video a schermo intero e posiziona la bocca piccola proprio sopra il quadrato nero centrale.
• La figura esce sdraiata o inclinata — Le facce non formano circa 45° con lo schermo (trapezi diversi o uniti male). Soluzione: Verifica che le 4 facce misurino 10/60 × 35 mm e che la piramide sia alta ≈ 24–25 mm. Rifai la faccia diversa.
• Vedo due figure un po' spostate — La plastica è spessa (1 mm o più): riflette su entrambe le superfici. Soluzione: È normale con il coperchio del CD. Usa acetato da 0,3–0,5 mm per un riflesso unico e nitido.
• La piramide non sta in piedi o si apre — Plastica troppo morbida o nastro insufficiente. Soluzione: Usa una plastica più rigida o rinforza ogni spigolo con nastro per tutta la lunghezza.
• La figura è molto pallida — La plastica riflette solo ≈ 5 % della luce. Soluzione: Luminosità al massimo e buio totale; un video con colori saturi (blu, verdi fluo) si vede molto meglio.

Sicurezza

• La plastica delle custodie dei CD si scheggia in frammenti taglienti: la taglia un adulto, con occhiali protettivi se li ha, e i bordi si carteggiano o si coprono con nastro.
• Il taglierino lo usa un adulto con righello di metallo e tappetino da taglio.
• Non premere la piramide contro lo schermo: i bordi della plastica possono graffiarlo. Appoggiala senza spingere.
• Guardare video al buio: sessioni brevi e luminosità ragionevole se a qualche bambino dà fastidio agli occhi; fermatevi se qualcuno ha capogiri o mal di testa.

La scienza che c'è dietro

Per i bambini

Quando di notte guardi fuori dalla finestra con la luce di casa accesa, vedi il tuo riflesso nel vetro, come se fossi fuori. Le facce della piramide fanno lo stesso: sono trasparenti, ma rimandano un pochino della luce del cellulare verso i tuoi occhi. Siccome sono inclinate, il disegno sdraiato sullo schermo si vede in piedi, e il tuo cervello pensa che stia fluttuando dentro la piramide. Ma lì non c'è niente! Per questo si chiama immagine virtuale.

Per l'adulto

È una versione ridotta del «fantasma di Pepper» (J. H. Pepper, 1862). Su ogni faccia trasparente la luce si divide: la maggior parte viene trasmessa e una piccola frazione viene riflessa (per PET o acrilico, n ≈ 1,5–1,6, la riflettanza è ≈ 4–6 % per superficie con incidenza moderata; in pratica, ≈ 5 % per faccia). Uno specchio piano inclinato di 45° rispetto allo schermo forma l'immagine virtuale della figura orizzontale su un piano verticale, simmetrico rispetto alla faccia: la figura «si alza» e sembra trovarsi dietro la plastica, al centro della piramide. Con 10/60/35 mm, ogni faccia forma arccos(25/35) = 44,4° con lo schermo (praticamente 45°), e la piramide è alta √(35² − 25²) = 24,5 mm. Poiché il riflesso è debole, si vede solo se lo schermo è molto luminoso e lo sfondo della scena (ciò che c'è dietro la faccia) è scuro: per questo sfondo nero e stanza buia. Non è un vero ologramma (che registra la fase della luce con interferenza laser), ma il nome si è diffuso. Una plastica spessa produce un'immagine doppia per le riflessioni sulle sue due facce distanti 1 mm.

• riflessione: la luce che rimbalza su una superficie.
• immagine virtuale: immagine che sembra trovarsi in un punto dove in realtà non c'è niente.
• trasparente: che lascia passare quasi tutta la luce, ma ne riflette anche un po'.
• contrasto: differenza tra chiaro e scuro; senza contrasto il riflesso non si vede.
• trapezio: figura a quattro lati con due lati paralleli di lunghezza diversa.

Per età

• 5–7 anni: L'adulto taglia le facce. Il bambino le unisce con il nastro (meglio con la sagoma B in acetato, che è già unita) e cerca la figura guardando di lato. Parlate dei riflessi nelle finestre e nelle vetrine.
• 8–10 anni: Ricalcano e montano da soli; l'adulto taglia. Che scoprano da dove si vede e da dove no, e che provino con la luce accesa e spenta.
• 11–12 anni: Sfida: calcolare l'altezza e l'angolo della piramide con Pitagora e il coseno, costruirne una per il tablet (tutto ×2) e creare il proprio video a 4 viste con un'app di presentazioni.

In gruppo o in classe

Individuale o a coppie: da una cartellina di acetato A4 escono 4–6 piramidi con la sagoma B, quindi 5 cartelline bastano per 25 bambini. L'insegnante pretaglia i pezzi se si usano coperchi di CD. Sessione di 45 min: 5 min di dimostrazione, 25 min per ricalcare, tagliare e montare, 15 min di prova nell'aula al buio con 4–5 cellulari o tablet della scuola con il video già scaricato; i bambini ruotano con la loro piramide.

Sfide

• Costruisci una piramide gigante per tablet: 20 mm in alto, 120 mm in basso e 70 mm di altezza.
• Fai un «fantasma di Pepper» a una sola faccia: un pezzo di acetato a 45° dentro una scatola nera con il cellulare sotto.
• Registra il tuo video a 4 viste con una figura di plastilina che gira su sfondo nero.
• Aggiungi un bordo di cartoncino nero attorno alla piramide (lasciando libere le facce) per migliorare il contrasto con la luce ambiente.

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