alla faccia della luna! relazione - INFN-LNL

SPERIMENTANDO 2009
Liceo “S.S. “E:Fermi” - PD
ALLA FACCIA DELLA LUNA!
Bassi Edoardo, Gianolli Ilaria, Pittarello Alice, Poggi Carlo, Sabbion Anna, Venuleo Davide
classe 3F, Liceo Fermi – Padova
Prof.R.Macchietto
RELAZIONE
Nelle notti dell'inverno del 1609, con il cannocchiale puntato verso il cielo, Galileo Galilei
scoprì il nuovo "volto" della Luna.
La nuova scoperta si rivelò una rivoluzione nell'immaginario collettivo del tempo in quanto la
superficie del satellite si presentava, osservata al cannocchiale, non più cristallina, liscia e
splendente come era sempre stata immaginata, ma rugosa e irregolare "proprio come la Terra,
piena di grandi sporgenze, profonde cavità e anfratti".
Nel "Sidereus Nuncius" Galileo spiegò la presenza delle macchie lunari con la differente
illuminazione del Sole sulla superficie piena di rilievi; ed è proprio questo che viene
rappresentato in tale esperimento dove si evidenzia il diverso risultato che produce la luce su
una superficie rugosa e su una superficie perfettamente liscia.
Il risultato ottenuto riproduce la teoria di Galileo dimostrando falsa l'idea di una Luna liscia:
se così fosse la sua superficie rifletterebbe la luce solare in un unico punto.
Abbiamo voluto proporre questo esperimento per fornire una esempio tangibile di una realtà
considerata attualmente ovvia e scontata, ma che costituì un vero e proprio sconvolgimento
nelle certezze e nella credenza comune dell'epoca. Infatti nelle credenze della Chiesa, la Luna,
essendo nel luogo del bene (cioè in quel Cielo definito perfetto, dove risiedevano le
intelligenze angeliche), era liscia in quanto rappresentava la perfezione; a differenza della Terra
che era considerata corruttibile ed era perciò montuosa.
Elaborazione tecnica:
Per rappresentare la Luna nella nostra scatola abbiamo fatto il rapporto tra la reale distanza
della Terra alla Luna e il diametro della Luna, con la distanza tra l’occhio di chi guarda e il
diametro della nostra sfera:
Dati:
Diametro Luna: 3.476 km
Distanza dalla Terra alla Luna: 356.410 km
Diametro nostra Luna: 12 cm
Distanza dall’occhio alla sfera: x
Definiamo ora la proporzione:
DISTANZA (DALLA TERRA ALLA LUNA): DIAMETRO (LUNA) = DISTANZA (DALL’OCCHIO ALLA SFERA): DIAMETRO (SFERA)
356410km:3476km=x :0,00012km
Il risultato ottenuto è x =12,304 m. Ma Galileo era riuscito a studiare la Luna con un
cannocchiale che ingrandiva il diametro di 30 volte e perciò abbiamo diviso la distanza
dall’occhio alla sfera per 30 trovando così che la nostra Luna deve essere posizionata a
D=12,30 m/30= 0,41m=41 cm dall’oculare. La sfera liscia nella seconda scatola ha invece un
diametro di XXXX e perciò è stata posizionata alla distanza D’=YYYY dall’oculare. Con tale
scelta le sfere appaiono uguali tra loro e uguali alla Luna nel cannocchiale di Galileo.
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Le altre dimensioni della scatola sono state invece scelte cercando di rendere trascurabili gli
effetti di riflessione delle pareti, che comunque abbiamo provveduto a oscurare con del panno
nero opaco. Le lampade alogene sono state scelte perchè la loro luce ci sembrava la più adatta
e sono state schermate per regolare l’intensità del fascio luminoso. Gli oculari sono
dimensionati in modo da nascondere le lampade alla visuale e comunque lasciar vedere la
Luna contro lo sfondo nero del cielo notturno.
Rappresentiamo ora uno schema abbastanza semplificato per facilitare la comprensione della
struttura e del funzionamento del nostro esperimento:
41cm
Per riassumere le caratteristiche della Luna abbiamo ricavato informazioni dal nostro libro di
testo e creato una scheda informativa che illustriamo qui in seguito:
Carta D’identità della Luna:
Nome
Luna
Professione
Satellite naturale della Terra
Data di nascita
4,5 miliardi di anni fa
Residenza
Orbita
Via
Lattea
Raggio
1737,9 km
Giro intorno alla terra
27gg, 7h, 43', 11''
Segni particolari
Calva e rugosa
Accelerazione di gravita' sulla superficie 162 cm/sec2 = 1/6 di quella terrestre
Superficie
3,793 × 1013 m²
Massa
7,349 x 1025 g = 1/81,33 della massa della Terra
Volume
2,1958 × 1019 m³
Distanza media Terra-Luna
356410 km
Confrontando un po’:
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Galileo sulla base di notizie giunte dall’Olanda, costruì un telescopio innovativo con il quale
osservò la superficie lunare ingrandita di circa trenta volte rispetto alla vista ad occhio nudo.
Di tale scoperta diede notizia sul “Sidereus nuncius” nel quale realizzò cinque disegni di come
la vedeva; qui sotto possiamo vedere due di questi, paragonati ad una foto della Luna e ad una
foto della nostra sfera. Inoltre si può notare con evidenza il terminatore: la linea divisoria tra
la luce e l’ombra.
Disegni galileiani
Fotografia della Luna.
Un tuffo nel Medioevo:
Fotografia della nostra sfera.
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Vi offriamo ora la visione della Luna come apparirebbe se, come sosteneva l’interpretazione
metafisica e religiosa del Medioevo, la sua superficie fosse liscia.
Da tale immagine è deducibile che il nostro satellite presenta zone montuose e ricche di rilievi
grazie ai quali la sua superficie illuminata si può guardare anche a occhio nudo.
Conclusioni:
Lo scopo del nostro esperimento è quello di mostrare uno degli argomenti illustrati da
Galileo, che era riuscito attraverso il cannocchiale a scoprire la natura montuosa della Luna,
andando contro le credenze religiose del tempo.
Speriamo di esserci riusciti!