Un semplice serbatoio ondulato è il pilastro della raccolta demo di ogni insegnante di fisica. La tipica dimostrazione viene eseguita con una sorgente di luce puntiforme di una piccola lampadina al tungsteno a pochi metri sopra il serbatoio di ondulazione. Il serbatoio di ondulazione è in realtà una vasca d’acqua poco profonda con un fondo trasparente. Le increspature si osservano posizionando un foglio di carta circa un piede sotto la pentola dell’acqua.

I modelli creati nel serbatoio di ondulazione vengono utilizzati per insegnare rifrazione, riflessione, interferenza e diffrazione. Tutte queste dimostrazioni viste in un serbatoio di ondulazione sono importanti per la comprensione delle onde e, a sua volta, per la comprensione dell’ottica.

Sorprendentemente, la dimostrazione è stata fotografata con perizia dal famoso Berenice Abbott per una serie di libri di testo di scienze negli anni ’50 e da allora pochissimi fotografi hanno esplorato l’argomento.

Nel libro, Abbott, scrive di tutti i problemi che aveva nel rimuovere la polvere dall’acqua: “Eventuali granelli di polvere verranno ingranditi sulla carta fotografica esposta sotto la vaschetta dell’acqua. Nei miei esperimenti, ho posizionato grandi fogli di pellicola sul fondo del vassoio dell’acqua e l’ho esposto lì. Avevo ancora problemi con la polvere che cadeva sull’acqua e veniva ripreso il film. Una volta che la pellicola è stata elaborata e scansionata, la polvere può essere rimossa, ma richiede comunque tempo ed è fastidiosa”.

“Ecco uno dei miei esperimenti che mostra un negativo che è stato esposto sul fondo di un serbatoio di ondulazione. La goccia d’acqua è stata programmata con un microprocessore Arduino che ha anche attivato il flash dello speedlight al momento giusto. Lo speedlight è stato coperto con nastro adesivo per limitare l’apertura della luce a un cerchio di circa 3/8 di pollice di diametro e posizionato a 6 piedi dalla pellicola. Più la sorgente luminosa è vicina a una sorgente puntiforme, meglio è. Anche la luce Speed ​​è stata impostata sull’impostazione più veloce. Questa immagine sopra è negativa. Per vedere quanto vicino, potrei avvicinarmi all’aspetto della pellicola, questa immagine è presa dal vetro smerigliato con un obiettivo Sigma da 105 mm. La fonte di luce qui era anche un lampeggiatore con l’impostazione più veloce. Anche questa immagine è stata convertita in negativo per confrontarla con l’immagine sopra”.

“Per aggiornare l’esperimento e aggiungere un po ‘di colore alle increspature, ho sostituito le sorgenti luminose al tungsteno con tre sorgenti luminose LED da 10 Watt 12 VDC. Uso un LED rosso, verde e blu ciascuno posizionato attorno al gocciolatore che si trova sopra il serbatoio dell’acqua. I LED verde e blu sono stati posizionati su una resistenza variabile e regolati in modo che la luce combinata fosse quasi bianca. La fotocamera digitale ha diverse sensibilità a diverse lunghezze d’onda, quindi i LED devono essere regolati in intensità. Se intendi convertire le tue immagini in bianco e nero, non devi regolare i LED. Per vedere se potevo usare un serbatoio di ondulazione senza un fondo di vetro smerigliato, ho provato a usare della carta di riso fine sul fondo del serbatoio. Qui la carta ha assorbito l’acqua e ha mostrato le sue increspature. A sinistra c’è un primo splash, mentre a destra c’è uno splash più tardi nel tempo”.

Il circuito di controllo per i LED da 10 Watt è solo un MOSFET di potenza a canale N controllato da Arduino sul gate. Ogni LED richiede circa 1 amp di corrente. Il pin di controllo Arduino funziona al meglio con un resistore pull-down da 10.000 ohm sul gate. Il MOSFET di potenza non necessita di un dissipatore di calore se viene acceso solo per pochi secondi. Se non si utilizzano i LED come flash ad alta velocità, è possibile collegare direttamente i LED all’alimentazione. Non mostrato nello schema è un resistore variabile per bilanciare le intensità di colore per la fotocamera digitale.

Poiché i colori possono essere desaturati e l’immagine capovolta in negativo, è spesso difficile decidere il modo migliore per presentare i motivi increspati.