relazione - INFN-LNL

Concorso “Sperimenta anche tu”
Sperimentando 2017
RELAZIONE
Titolo Esperimento: Eclypse… col trenino
Introduzione e Descrizione del fenomeno illustrato
SCOPO: spiegare con il modellino come avviene l'eclissi di Sole e di Luna.
RICHIAMI TEORICI: L'eclissi, o eclisse, è un evento ottico-astronomico che
avviene quando un qualsiasi corpo celeste come un pianeta o un satellite si
frappone tra una sorgente di luce (ad esempio una stella, come il Sole) ed uno
dei due corpi celesti sopracitati, e il secondo corpo entra nel cono d'ombra (o di
penombra) del primo. In astronomia viene genericamente usato anche il termine
"occultazione".
A seconda che il corpo celeste sia oscurato in toto o in parte, l'eclisse può essere:
* totale, quando il corpo è completamente oscurato (= cono d'ombra;
* parziale, quando il corpo è solo parzialmente oscurato (= cono di penombra);
* anulare, il disco della Luna si sovrappone, ma senza coprire completamente
quello del Sole.
In astronomia le eclissi sono riferite genericamente a qualsiasi sistema di corpi
celesti ma, di solito, ci si riferisce ai soli fenomeni che avvengono nel sistema
Sole-Terra-Luna.
Eclissi lunare: Se la Luna si trova in opposizione (cioè nella fase di plenilunio)
mentre attraversa un nodo, si ha un'eclissi di Luna perché la Luna si trova a
passare nel cono d'ombra creato dalla Terra (rispetto al Sole). Poiché i due corpi
continuano a muoversi rispetto al Sole, la durata dell'oscuramento dipende dal
tempo impiegato dalla Luna a percorrere tutta la parte di spazio in ombra.
Durante questo intervallo di tempo, si avrà un'eclissi totale; essa può durare fino
a 100 minuti. Quando la Luna non si trova esattamente nella posizione nodale,
entra solo parzialmente nella zona d'ombra; in questo caso si avrà una eclissi
parziale. Quando la Luna attraversa il cono di penombra, si avrà un'eclissi di
penombra. Le eclissi di Luna si possono vedere da qualunque punto della
superficie terrestre dove la Luna sia sopra l'orizzonte.
Eclissi solare: Se la Luna si trova a passare attraverso un nodo quando è in
congiunzione (novilunio), essa proietterà un cono d'ombra sulla superficie
terrestre, dando così luogo ad un'eclissi di Sole. Durante un'eclissi solare la Luna
copre completamente il Sole (eclissi totale) o parzialmente (eclissi parziale). Dal
momento che il Sole è circa 400 volte più grande della Luna, ma è anche circa
400 volte più lontano dalla Terra, il cono d'ombra prodotto dalla Luna può
raggiungere la superficie terrestre e oscurare la vista del disco solare, anche se
ciò accade per tempi brevi e solo in zone limitate. L'entità del fenomeno dipende
dalla maggiore o minore distanza reciproca fra la Terra, la Luna e il Sole. Se la
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Luna si trova nella posizione di massima vicinanza alla Terra (perigeo) e
contemporaneamente la Terra si trova alla massima distanza dal Sole (afelio), il
cono d'ombra della Luna sarà della massima grandezza, mentre il disco solare
appare nelle sue dimensioni minori (dimensioni apparenti in quanto dipendenti
dalla distanza); in queste condizioni si avrà un'eclissi totale, che interessa aree
ristrette della superficie terrestre. Nelle zone circostanti, dove si proietta il disco
di penombra, si avrà un'eclissi parziale. Nella situazione contraria (Luna in
apogeo e Terra in perielio), il cono d'ombra prodotto dalla Luna sarà minore e la
misura del disco apparente del Sole maggiore; in questo caso sulla superficie
terrestre si proietterà il cono di penombra, mentre il cono d'ombra non tocca la
superficie terrestre; l'eclissi solare sarà anulare. La durata delle eclissi totali è al
massimo di 7 minuti e mezzo, mentre quella delle eclissi anulari circa 12.
Motivazioni della scelta del particolare esperimento
Siamo rimasti molto colpiti da un’eclissi di Sole che si è verificata nel marzo
2015, quando eravamo a scuola ed il Sole era coperto al 70%.
Volevamo riprodurre il fenomeno in modo giocoso e divertente, e un trenino sui
binari ci è sembrata una scelta azzeccata, la versione moderna dei vari carri che
trasportavano gli astri nel cielo.
Descrizione dell’apparato sperimentale, materiale utilizzato, altre
caratteristiche specifiche
MATERIALI: trenino Lima (binari), carrozza motrice, generatore, pannello di
compensato, chiodini, pallina da ping-pong (Luna), sfera (Terra), stuzzicadenti,
lampada.
DESCRIZIONE: è stata assemblata la pista del treno, per poi essere fissata al
pannello. Successivamente è stata messa la pallina da ping pong su uno
stuzzicadenti per poi essere fissato sulla carrozza motrice. Infine è stata messa la
Terra al centro e collocata la fonte di luce in un punto.
Eventuali misure e risultati ottenuti
Il nostro modellino riesce a mostrare i due tipi di eclisse. Permette di
visualizzare anche la diversa durata dei due tipi di eclisse, oltre alle fasi lunari e
alle “fasi terrestri” viste dalla Luna.
OSSERVAZIONI:Anche se l'eclissi solare viene spesso rappresentata nei film
mostrando un disco nero (la Luna) che si avvicina al Sole finendo per coprirlo,
nella realtà non si vede nessun disco nero: la parte del Sole occultata dalla Luna
appare azzurra come il resto del cielo a causa della luce diffusa dall'atmosfera
terrestre. Inoltre anche questo effetto è difficile da osservare ad occhio nudo,
perché la luce del Sole abbaglia quasi immediatamente chi lo guarda
direttamente (insistendo a guardare senza filtri si possono anche riportare danni
permanenti alla vista).
Per osservare l'eclissi solare è necessario indossare speciali occhiali creati
appositamente per le eclissi o binocoli coperti con un apposito filtro solare (ad
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esempio: un foglio di Mylar o AstroSolar o un vetro metallizzato) o utilizzare un
telescopio solare; una maschera da saldatura può essere utilizzata, ma la qualità
dell'immagine non è buona, a causa dello spessore del vetro (doppia riflessione).
Senza una protezione adeguata, guardare un'eclissi solare può causare cecità: gli
occhiali da sole sono del tutto inadatti a proteggere gli occhi in caso di eclissi
solare.
Di conseguenza una persona ignara dell'arrivo del fenomeno astronomico non si
avvede che sta verificandosi un'eclissi totale di Sole, fino a quando essa entra
nella fase della totalità, quando cioè il cielo nel giro di pochi secondi diventa
scuro come di notte, perché la luce solare non raggiunge più l'atmosfera. Solo in
quel momento anche il disco della Luna diventa nero e può essere osservato.
L'eclissi totale di Sole è anche l'unico momento nel quale è possibile osservare
la corona solare dalla superficie terrestre senza fare uso del coronografo: la
corona solare appare, all'osservatore, come un alone luminoso che contorna il
disco nero della Luna. In condizioni ordinarie, invece, la luminosità della corona
è coperta da quella, molto più intensa, del disco solare. Soltanto nello spazio, in
assenza di atmosfera, è possibile schermare completamente quest'ultima e
osservare la corona senza dover aspettare un'eclissi.
BIBLIOGRAFIA
- Claudio Romeni - Fisica i concetti, le leggi e la storia.
- Astronomia.com – Il portale italiano di astronomia
Scuola: Liceo Artistico Statale “A. Modigliani”, Padova
Docente referente: Barbara Montolli
Docenti collaboratori: Numero studenti: 5
Elenco studenti e classe di riferimento:
nome studente
classe
Safwen Ben Zeineb
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Alberto Dalle Palle
4D
Michele Grassivaro
4D
Matteo Griggio
4D
Lorenzo Tescaro
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FOTO (con breve didascalia)
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