Creando eclipses en el aula Teach article

Traducido por Ramón Vargas Salas. Durante un eclipse el Sol o la Luna parecen desaparecer. ¿Qué está sucediendo?, ¿por qué no estudiar este fenómeno en el aula con un modelo fácil de construir?

El delicado y estructurado
resplandor de la corona
solar, como se vio durante el
eclipse total de Sol del 7 de
Marzo de 1970. La corona es
visible a simple vista sólo
durante un eclipse

Imagen cortesía de NSO /
AURA / NSF

Los eclipses solares y lunares son fenómenos astronómicos que a lo largo de la historia han estado rodeados por el mito y la leyenda. Los antiguos Chinos, por ejemplo, creían que los eclipses solares ocurrían cuando un dragón celeste devoraba al Sol. La palabra china para eclipse, ‘chic’, significa ‘comer’.

Debido a que los eclipses son frecuentes y pueden observarse sin un telescopio, forman un excelente tema para introducir la astronomía en la escuela. Este artículo describe una sencilla actividad para ayudar a los estudiantes de entre 6 y 14 años a entender los eclipses, nuestro Sistema Solar así como el movimiento de la Tierra y la Luna en él. Los estudiantes iniciarán construyendo y usando su propio modelo del Sol, la Luna y la Tierra. Para consolidar y expandir lo aprendido, el proyecto UNAWEw1, un programa sobre astronomía que promueve la conciencia sobre el universo, permite que los estudiantes trabajen con niños de otras escuelas de todo el mundo. ¿Qué hora del día es para ellos? ¿Qué estación? ¿Qué pueden ver ellos en el cielo en un momento en particular?

Eclipses lunares

Aunque la luna aparece brillante en el cielo nocturno, de hecho no brilla sino que refleja la luz del Sol. La forma de la Luna que vemos depende tanto del lugar en donde nos encontremos en la Tierra y en que punto de su órbita alrededor de la Tierra se encuentra la Luna. Cada mes la Luna completa un ciclo, iniciando como un círculo completo (luna llena), y achicándose hasta volverse casi invisible (luna nueva), para volver a crecer hasta un círculo completo; estas etapas se llaman fases de la Luna (figura 1). Para aprender más véase Mitchell et al., 2008.

Figura 1: Las fases de la Luna. Los círculos representan las órbitas de la Tierra alrededor del Sol y de la Luna alrededor de la Tierra. Las áreas sombreadas representan oscuridad: en cualquier momento una mitad de la Tierra y una mitad de la Luna están iluminadas por el Sol.
A: En esta etapa de la órbita de la Luna alrededor de la Tierra, si es de noche para ti en la Tierra, puedes ver sólo la mitad del lado iluminado (día) de la Luna. Así la Luna aparece como un semicírculo
B: En esta etapa de la órbita de la órbita de la Luna alrededor de la Tierra, puedes ver completo el lado iluminado (día) de la Luna. Así la luna aparece como un círculo completo (luna llena). Imágenes cortesía de Marissa Rosenberg (diagramas) y NASA (imágenes de la Luna)

Imágenes cortesía de Marissa Rosenberg (diagramas) y NASA (imágenes de la Luna)
 

Usualmente, cuando la Luna está en el lado más alejado de la Tierra desde el Sol (figura 1B), los tres cuerpos no se encuentran en una línea recta; por el contrario, la luna se encuentra ligeramente sobre la Tierra y está iluminada, así que vemos una Luna llena. Ocasionalmente, sin embargo, la Tierra pasa directamente entre el Sol y la Luna y ésta se encuentra por completo en la sombra de la Tierra – llamamos a esto un eclipse lunar. Se puede ver a simple vista cómo la Luna entra en la sombra de la Tierra (umbra) y viaja a lo largo de la misma, adquiriendo un hermoso y tenue brillo rojizow2. Conforme la Luna cruza la umbra, se puede ver la curvatura terrestre oscureciendo parcialmente a la Luna. A esta sombra parcial la llamamos penumbra.

Imágenes sucesivas ( esquina inferior derecha a esquina superior izquierda) de la Luna conforme cruza lentamente por la sombra de la Tierra
Imagen cortesía de Dylan O’Donnell / deography.com

Eclipses solares

El efecto de ‘anillo de
diamantes’ ocurre solo
cuando una pequeña tajada
del Sol es visible alrededor
de la Luna durante un
eclipse total de Sol

Imagen cortesía de Bill
Livingston, NSO / AURA / NSF

A diferencia de los eclipses lunares, los eclipses solares son muy poco frecuentes. La mayoría de las personas jamás ven uno debido a que los eclipses solares solo son visibles desde áreas de la Tierra relativamente pequeñas. Los eclipses solares y lunares tienen causas en cierta forma distintas: durante un eclipse solar nosotros estamos en la sombra. Cuando la Luna pasa exactamente enfrente del Sol, proyecta una sombra sobre la Tierra. Debido a que el tamaño aparente de la Luna es mucho menor que el del Sol,esta sombra solo puede ser vista en una pequeña área de la Tierra.

Para entender esto, coloca tu pulgar enfrente el Sol de forma que lo cubra por completo. Tus ojos están en la sombra de tu pulgar, pero esto no afecta a las personas junto a ti, ya que no se encuentran en la misma sombra. Ellas ven al Sol de manera normal. Una vez que la Luna se mueve directamente entre la Tierra y el Solw3, el cielo adquiere una luz fantasmal lo cual origina que los animales se confundan. El aire se enfría y durante un eclipse total, la Luna aparece como un disco negro en el cielo rodeado de una corona de fuego. Ese fuego es en realidad el Sol detrás de la Luna; conforme la Luna pasa regresa la totalidad de la ardiente luz solar.

Eclipses en el aula.

Construir el sistema Sol-Tierra-Luna descrito mas abajo le permitirá a su clase descubrir como y por qué pasan los eclipses. Serán capaces de comprender de manera exacta lo que están viendo incluso si nunca han visto un eclipse real. Construir el modelo, que no está a escala, toma alrededor de 45 minutos.

Paso 3: Haciendo la base de
soporte para la Tierra

Imagen cortesía de Marissa
Rosenberg

Materiales

Para cada modelo necesitará:

  • Cinta adhesiva
  • Pegamento
  • Dos tubos de cartón (por ejemplo tubos de rollo s de papel higiénico)
  • Linterna
  • Tijeras (adecuadas para cortar cartón)
  • Papel aluminio
  • Alambre robusto pero fácil de doblar (30 – 50 cm de largo)
  • Bola de unicel del tamaño de una naranja grande
  • Pelota de ping pong (o una bola de unicel de un tamaño similar)
Paso 5: Colocando a la Tierra
en su base

Imagen cortesía de Marissa
Rosenberg
  • Una tira larga de cartón (de alrededor de 60 cm de longitud y de no menos de 20 cm de ancho)
  • Una pila de libros o revistas.

Método

  1. Divida a la clase en grupos de tres o cuatro. De a cada grupo los materiales para construir el modelo.
  2. Tomen un tubo de cartón y hagan una serie de cortes verticales ( 2 cm ) a lo largo de la circunferencia de cada extremo.
  3. En cada extremo doblen los cortes hacia afuera y luego coloquen en tubo verticalmente. En la parte superior, los cortes deberán apuntar hacia afuera como una flor ( véase la imagen ).
  1. Usando cinta adhesiva ajusten un extremo del tubo de cartón a la tira de cartón; esta será la base del modelo. El tubo deberá de estar por lo menos a 30 cm de un extremo de la tira de cartón.
  2. Usando la cinta adhesiva o el pegamento, fije la bola grande a la flor abierta del tubo. Esta bola es la Tierra.
  3. Paso 10: Doblando el alambre
    de forma que los ecuadores
    de la Luna y la Tierra estén a
    la misma altura. Haga clic
    sobre la imagen para
    ampliarla.

    Imagen cortesía de Marissa
    Rosenberg

    Cubran la bola mas pequeña con papel aluminio, con el lado brillante hacia afuera. Esta es la Luna.

  4. Inserten un extremo del alambra en la parte superior de la Tierra, de forma que el alambre quede vertical.
  5. Midan una longitud igual a la de un dedo a lo largo del alambre. Doblen el alambre en un ángulo recto para suministrar un brazo horizontal.
  6. Inserten el otro extremo del alambre en la Luna.
  7. Aproximadamente a la mitad de la distancia entre la Tierra y el extremo opuesto de la tira de cartón a lo largo del alambre y doblen hacia abajo en un ángulo recto, hacia la base de cartón. El ecuador de la Luna deberá de estar a la misma altura que el ecuador de la Tierra.
  8. Balanceen la linterna sobre una pila de libros o revistas en el extremo opuesto de la tira de cartón. Asegúrense que la altura sea la correcta: la mitad del haz de la linterna deberá llegar al ecuador terrestre. Si el hay es muy difuso, peguen un segundo tubo de cartón al final de la linterna para dirigir el haz horizontalmente. Asegúrense que el haz llegue a la mitad más cercana de la Tierra y de la Luna directamente. Si el haz no es lo suficientemente brillante, muevan la pila de libros mucho mas cerca.
Paso 11: Ajustando a la Luna
y al Sol de modo que la luz
del Sol pegue en el ecuador
terrestre y la Luna pueda
bloquear directamente los
rayos del Sol

Imagen cortesía de Marissa
Rosenberg

Usando el modelo

Duración: 30 – 45 minutos.

Creando un eclipse solar.
Haga clic sobre la imagen
para ampliarla.

Imagen cortesía de Marissa
Rosenberg
  1. Pregunte a sus estudiantes si alguna ves han visto un eclipse. ¿Fue un eclipse solar o lunarw4? Explique que los eclipses solares son mucho mas raros pero que hoy en día tendrán la fortuna de ver ambos.
  2. Cree un eclipse solar. Párese mirando hacia la linterna y gire el alambre de la Luna hasta que ésta proyecte una sombre sobre la Tierra; si es necesario, apague las luces. La luna se encuentra ahora entre la Tierra y el Sol y está bloqueando la luz solar para algunas personas en la Tierra. Haga notar que sólo las personas que están directamente en la sombra ven un eclipse total de Sol. Ahora puede mostrar como se mueve la sombra girando lentamente el alambre.
  1. Ahora creen un eclipse lunar. Párense mirando hacia la interna y giren el alambre de forma que la Luna se encuentre detrás de la Tierra. La luz no deberá llegar a la Luna: La Tierra está entre el Sol y la Luna, proyectando una sombra sobre toda la Luna. Explique que a diferencia de un eclipse solar, toda la ‘parte nocturna’ de la Tierra puede ver el eclipse lunar.

Colaboración Internacional

Creando un eclipse lunar.
Haga clic sobre la imagen
para ampliarla.

Imagen cortesía de Marissa
Rosenberg

Colaborar con otras escuelas alrededor del mundo puede ayudar a sus estudiantes a comprender el tema aún mejor.

  1. Contacte UNAWEw1 para facilitar una sesión de Skype con una escuela en otra parte del mundo. UNAWE buscará contactar escuelas que hablen el mismo idioma.
  2. Ponga a los estudiantes de su clase en parejas; ellos hablará con un par de estudiantes de otra escuela asociada.
  3. Pida a cada pareja de estudiantes hacer una lista de cinco preguntas relevantes para hacer a sus socios internacionales. Las dos primeras preguntas podrían ser:

Edades de 6 – 10:

  • ¿Cómo luce el cielo para ustedes ahorita? ¿Qué hora es?
  • ¿Conocen alguna historia o leyenda sobre el por que suceden los eclipses?

Edades de 10 – 14:

  • ¿Existen supersticiones en tu cultura sobre los eclipses?
  • Si hubiera un eclipse lunar, ¿Ambos podríamos verlo al mismo tiempo? ¿Que tal con un eclipse solar? [Las respuestas dependerán de la ubicación en el mundo de los dos países involucrados.]
  1. Durante la sesión con Skype, las parejas de estudiantes toman turnos para hacerse entre sí otras preguntas y registrar las respuestas.
  2. Después de la sesión con Skype, sus estudiantes podrán presentar a sus compañeros internacionales y sus respuestas al resto de la clase.
Eclipse solar a tres cuartos
observado en el telescopio
de vacío en Kitt Peak el 10
de Junio del 2002

Imagen cortesía de Bill
Livingston, NSO / AURA / NSF

Discusión

Edades de 6 – 10:

Durante un eclipse lunar:

  • ¿Que objeto brillante se encuentra en la sombra? ¿Que objeto está proyectando la sombra?
  • ¿Cualquier persona en el mundo puede verlo? ¿Quién no puede ver un eclipse luna?

Durante un eclipse solar:

  • ¿Qué objeto brillante esta cubierto? ¿Qué objeto está bloqueando la luz del Sol?
  • ¿Cualquier persona en el mundo puede verlo? ¿Quién no puede ver un eclipse solar?
  • Dibujen un imagen mostrando las posiciones. La Luna,la Tierra y el Sol durante un eclipse lunar y uno solar. (usen el modelo como guía.)
  • ¿Ves un eclipse lunar durante la noche o durante el día? ¿Y los eclipses solares?
  • ¿Por qué son los eclipses solares mucho menos frecuentes que los lunares?

Edades de 10 – 14:

  • Durante un eclipse solar, ¿Qué verías si estuvieras en la Luna mirando hacia la Tierra?
  • ¿Cuál es la fase de la Luna durante un eclipse solar? ¿Y durante un eclipse lunar?
  • ¿Por qué no vemos un eclipse lunar durante cada luna llena?
  • ¿Tienen eclipses otros planetas?

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References

Web References

Resources

Author(s)

Marissa Rosenberg se graduó en astrofísica en la Universidad de California, Los Ángeles (UCLA), Estados Unidos, para luego completar una maestría en la Universidad Espacial Internacional en Estrasburgo, Francia. Actualmente está trabajando en su doctorado en astrofísica en el Observatorio Leiden en Holanda.

Marissa participa con Conciencia del Universo EU, escribiendo artículos sobre astronomía para niños. También completó tres años de un programa de entrenamiento para maestros de ciencia a través del programa de Enseñanza de cAlifornia en UCLA.


Review

Los eclipses brindan una excelente oportunidad para que los estudiantes comprendan como el día, la noche y las estaciones son afectadas por nuestra posiciones en la Tierra relativas a las posiciones del Sol y la Luna. Este artículo describe actividades en las cuales los estudiantes construyen un modelo de la Tierra, la Luna y el Sol, para mostrar eclipses lunares y solares. Modelos de objetos celestes sirven para acercar fenómenos fascinantes al aprendiz y permitir a los estudiantes comprender un cielo de otra forma misterioso.

Este artículo también brinda la posibilidad para que estudiantes en distintos países se comuniquen vía teleconferencia con otras escuelas alrededor del mundo y así comprender mejor como lo que observamos en el cielo se ve afectado por el nuestra ubicación en la Tierra. Los estudiantes aprenden mejor cuando sienten la experiencia como propia. De esta forma tanto el receptor como el emisor experimentan el aprendizaje en contexto.


Angela Charles, Malta




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