Ricreare le eclissi in classe Teach article

Tradotto da Valentina Palmieri. Durante un’eclissi, il Sole o la Luna sembrano scomparire. Cosa sta accadendo? Perché non studiare questo fenomeno in classe con un modello semplice da costruire?

Il bagliore finemente
strutturato della corona del
sole, osservato durante un’
eclissi totale di Sole del 7
Marzo 1970. La corona è
visibile a occhio nudo
soltanto durante un’eclissi

Immagine gentilmente
concessa da NSO / AURA / NSF

Le eclissi solari e lunari sono fenomeni astronomici che nella storia sono sempre stati avvolti da un’ atmosfera di mito e legenda. Gli antichi Cinesi, ad esempio, credevano che le eclissi solari si verificassero quando un dragone celeste divorava il sole. Non a caso la parola cinese ‘chih’, che si usa per indicare un’eclisse, significa ‘mangiare’.

Dato che le eclissi sono frequenti e possono essere osservate senza utilizzare un telescopio, rappresentano un argomento eccellente per introdurre l’astronomia in classe. Questo articolo descrive un’attività semplice per aiutare gli studenti tra i 6 e i 14 anni a capire le eclissi, il nostro sistema solare, il movimento della Terra e della Luna con essa. Gli studenti inizialmente costruiscono e usano il loro modello di Luna, Sole e Terra. In seguito, per consolidare ciò che hanno imparato o apprendere altro, il progetto UNAWEw1 – un programma di astronomia che promuove la conoscenza dell’universo – consentirà agli studenti di lavorare con altri studenti in tutto il mondo. Che ora del giorno è in quella nazione? In che stagione si trovano? Cosa possono vedere nel cielo in quell particolare momento?

Eclissi Lunari

Sebbene la Luna appaia luminosa nel cielo notturno, non brilla di luce propria ma riflette semplicemente la luce del Sole. La forma della Luna che vediamo dipende sia da dove ci troviamo sulla Terra che dalla posizione della Luna sulla sua orbita intorno alla Terra. Ogni mese la Luna completa un ciclo, all’inizio è un cerchio pieno (Luna piena), poi via via si riduce a diventare quasi invisibile (Luna Nuova), fino a riallargarsi e diventare un cerchio pieno di nuovo; questi stadi sono chiamati Fasi lunari (figura 1). Per saperne di più, si veda Mitchell et al., 2008.

Figura 1: Le fasi della Luna. I cerchi rappresentano le orbite della Terra attorno al Sole e la Luna attorno alla Terra. Le aree in ombra rappresentano il buio: in qualsiasi momento, metà della Terra e metà della Luna sono illuminati dal Sole.
A: In questo stadio dell’orbita lunare attorno alla Terra, se dove ti trovi sulla Terra è notte, puoi osservare solo metà del lato illuminato (giorno) della Luna. Per cui la Luna appare come un semicerchio
B: In questa fase dell’orbita lunare attorno alla Terra, se dove ti trovi sulla Terra è notte puoi osservare l’intero lato illuminato (giorno) della Luna. Per cui la luna appare come un cerchio complete (Luna piena)

Immagine gentilmente concessa da Marissa Rosenberg (grafico) e dalla NASA (immagini della Luna)
 

Di solito, quando la Luna è dal lato opposto della Terra rispetto al Sole (figura 1B), i tre pianeti non si trovano allineati in linea retta; invece la Luna è leggermente in avanti rispetto alla terra ed è quindi ancora illuminata, per cui vediamo una Luna piena. Occasionalmente, comunque, la Terra passa direttamente tra il Sole e la Luna e la Luna si trova completamente coperta dall’ombra della Terra – questo fenomeno viene chiamato eclissi lunare. E’ possibile osservarla a occhio nudo quando la Luna entra nell’ombra terrestre (umbra) e viaggia attraverso essa, assumendo un bellissimo colorito rosso fiocow2. Mentre la Luna attraversa l’umbra, si può persino osservare la curva della Terra che parzialmente fa ombra su di essa. Quest’ombra parziale si chiama penumbra.

Immagini in sequenza (da in basso a destra a in alto a sinistra) della Luna mentre lentamente attraversa l’ombra della Terra
Immagine gentilmente concessa da Dylan O’Donnell / deography.com

Eclissi solari

L’effetto”anello di diamanti”
si verifica solo quando un
piccolo pezzetto di Sole è
visibile attorno alla Luna
durante un’eclissi solare
totale

Immagine gentilmente
concessa da Bill Livingston,
NSO / AURA / NSF

A differenza delle eclissi lunari, quelle solari sono estremamente rare. La maggior parte delle persone non ne vedrà mai una poiché le eclissi solari sono visibili solamente da aree relativamente piccole della terra a una determinata ora. Le eclissi solari e lunari hanno in un certo qual modo cause differenti: durante l’eclisse solare, noi siamo all’interno dell’ombra. Quando la Luna passa esattamente davanti al Sole, crea un’ombra sulla Terra. Dato che la grandezza apparente della Luna è tanto più piccola rispetto a quella del Sole, quest’ombra sarà visibile solo in una piccola zona della Terra.

Per comprendere ciò, metti il tuo pollice davanti al sole così da coprirlo completamente. I tuoi occhi sono in ombra ma questo non influenza le persone che sono vicine a te dato che non si trovano coperte dalla stessa ombra. Vedono normalmente il Sole. Non appena la Luna si muove direttamente tra la Terra e il Solew3, il cielo mostra un crepuscolo spettrale, che provoca una confusione negli animali. L’aria si raffredda e, durante un’eclissi totale, la Luna appare come un disco nero nel cielo, circondato da una corona di fuoco. Quel fuoco è proprio il Sole dietro la Luna; quando la Luna passa oltre, l’intera luce fiammante del Sole torna a splendere.

Le Eclissi in classe

Costruire il sistema Sole-Terra- Luna descritto in basso permetterà alla vostra classe di scoprire come e perchè avvengono le eclissi. Gli studenti saranno in grado di capire esattamente cosa stanno osservando come se stessero assistendo a una eclissi reale. Costruire il modello, che non è in scala, richiede 45 minuti circa.

Step 3: Costruire la base che
sorregge la Terra

Immagine gentilmente
concessa da Marissa Rosenberg

Materiali

Per ogni modello occorreranno:

  • Nastro adesivo
  • Colla
  • Due tubi di cartone (ad esempio rotoli di carta igienica)
  • Una torcia
  • Forbici (che siano in grado di tagliare il cartone)
  • Foglio di alluminio
  • Filo metallico robusto ma abbastanza flessibile (lungo 35-50 cm)
  • Una palla di polistirolo grande quanto una grossa arancia
Step 5: Posizionare la Terra
sulla sua base

Immagine gentilmente
concessa da Marissa Rosenberg
  • Una palla da ping pong (o di polistirolo di simili dimensioni)
  • Una larga striscia di cartone (circa 60 cm in lunghezza e non meno di 20 cm in larghezza)
  • Pila di libri o di riviste

Metodo

  1. Dividete la classe in gruppi di tre o quattro. Date a ogni gruppo il materiale per costruire un modello.
  2. Prendete uno dei tubi di cartone e effettuate una serie di piccoli tagli verticali regolari (di 2 cm) attorno alla circonferenza su ciascuna estremità.
  3. Ad ogni estremità, piegate i pezzetti tagliati verso l’esterno e mettete il tubo in verticale. Sull’estremità alta, i pezzetti tagliati dovrebbero aprirsi a ventaglio come un fiore (vedi immagine).
  1. Con il nastro adesivo, sigillate una delle estremità del rotolo di cartone alla striscia di cartone; questa è la base del modello. Il tubo dovrebbe essere almeno a 30 cm da una delle estremità della striscia di cartone.
  2. Con il nastro adesivo o con la colla, attaccate la sfera più grande al tubo dal lato del fiore. Questa palla sarà la Terra.
  3. Step 10: Piegare il filo in
    maniera tale che l’equatore
    della Terra e della Luna siano
    alla stessa altezza. Cliccare
    sull’immagine per ingrandirla

    Immagine gentilmente
    concessa da Marissa Rosenberg

    Coprite la pallina più piccola con il foglio di alluminio, con il lato lucido verso l’esterno. Questa sarà la Luna.

  4. Inserite una delle estremità del filo metallico alla sommità della Terra in maniera tale che sia in verticale.
  5. Misurate lungo il filo una lunghezza pari a un dito. Piegate il filo ad angolo retto così da ottenere un braccio orizzontale.
  6. Inserite l’altra estremità del filo nella Luna.
  7. All’incirca a metà tra la Terra e l’estremità della striscia di cartone, misurate una lunghezza pari a un dito e piegatela verso il basso ad angolo retto, verso la base di cartone. L’equatore della Luna dovrebbe trovarsi alla stessa altezza dell’equatore terrestre.
  8. Mettete la torcia in equilibrio su una pila di libri o di giornali all’estremità opposta della striscia di cartone rispetto alla Terra. Siate sicuri che l’altezza sia corretta: la metà del fascio della torcia dovrebbe colpire l’equatore Terrestre. Se la luce è troppo diffusa attaccate il second tubo di cartone all’estremità della torcia per direzionare la luce orizzontalmente. Assicuratevi che la luce colpisca la metà più vicina della Terra e la Luna in maniera diretta. Se la luce non è abbastanza luminosa, avvicinate la pila di libri.
Step 11: Sistemare la Luna e
il Sole in maniera tale che la
luce del Sole colpisca l’
equatore terrestre e la Luna
possa bloccare direttamente
i raggi del Sole che
raggiungono la Terra

Immagine gentilmente
concessa da Marissa Rosenberg

Usare il modello

Durata: 30-45 minuti.

Creare un’eclissi solare.
Cliccare sull’immagine per
ingrandirla

Immagine gentilmente
concessa da Marissa Rosenberg
  1. Chiedete ai vostri studenti se hanno mai visto un eclissi. Che cos’è un’eclissi solare o lunarew4? Spiegate che le eclissi solari sono molto più rare delle eclissi lunari ma che oggi saranno talmente fortunati da vederle entambe.
  2. Create un’eclissi solare. Mettetevi davanti alla torcia e ruotate il filo metallico finchè la Luna non crei un’ombra sulla Terra; se necessario abbassate le luci nella stanza. La Luna adesso è tra la Terra e il Sole e sta bloccando la luce per alcuni abitanti sulla Terra. Sottolineate che solamente le persone che si trovano direttamente nell’ombra del Sole possono vederne un eclissi totale. Potrete osservare come l’ombra si muove se si ruota lentamente il filo.
  1. Ora create un’eclissi lunare. Mettetevi davanti alla torcia e ruotate il filo metallico finchè la Luna non si trovi dietro la Terra. Nessuna luce dovrebbe illuminare la Luna: la Terra si trova tra il Sole e la Luna e crea un’ombra sull’intera Luna. Spiegate che, a differenza dell’eclissi solare, l’intero lato della Terra in cui è notte può vedere l’eclissi lunare.

Collaborazioni internazionali

Creare un’eclissi lunare.
Cliccare sull’immagine per
ingrandirla

Immagine gentilmente
concessa da Marissa Rosenberg

Collaborare con altre scuole nel resto del mondo può aiutare i vostri studenti a capire ancora meglio l’argomento.

  1. Contattate UNAWEw1 per creare una sessione Skype con una classe in un’altra parte del mondo in maniera semplice. UNAWE si impegnerà a mettere in contatto classi che parlano la stessa lingua.
  2. Dividete gli studenti della vostra classe in coppie; cosicchè possano parlare con una coppia di studenti dell’ altra classe.
  3. Chiedete a ciascuna coppia di studenti di fare una lista di 5 domande pertinenti da fare ai loro partner internazionali. Le prime due domande potrebbero essere:

Per studenti tra i 6 e i 10 anni:

  • Come ti appare il cielo adesso? Che ore sono?
  • Conoscete storie o leggende che spieghino il perchè delle eclissi?

Per studenti tra i 10 e i 14 anni:

  • Ci sono superstizioni nella tua tradizione riguardo le eclissi?
  • Se ci fosse un’eclissi lunare la potremmo vedere entrambi nello stesso momento? E una solare? [Le risposte dipenderanno dale posizioni delle due nazioni]
  1. Durante la sessione Skype, le coppie di studenti potranno fare a turno per fare le domande e registrare le risposte.
  2. Dopo la sessione Skype, gli studenti potranno esporre le loro risposte e quelle dei partner internazionali al resto della classe.
Tre quarti di eclissi solare
osservata al Kitt Peak
Vacuum Telescope il 10
Giugno 2002

Immagine gentilmente
concessa da Bill Livingston,
NSO / AURA / NSF

Discussione

Per studenti tra i 6 e i 10 anni:

Durante un’eclissi lunare:

  • Quale oggetto luminoso si trova in ombra? Quale oggetto sta creando l’ombra?
  • Può vederla tutto il mondo? Chi può osservare un’eclissi lunare?

Durante un’eclissi solare:

  • Quale oggetto luminoso viene coperto? Quale oggetto sta bloccando la luce solare?
  • Può vederla tutto il mondo? Chi può osservare un’eclissi solare?
  • Disegnate la posizione della Luna, dell Terra e del Sole durante un’eclissi lunare e solare (Usate il modello per aiutarvi)
  • Le eclissi lunari si vedono durante il giorno o la notte? E le eclissi solari?
  • Perchè le eclissi solari sono tanto rare rispetto a quelle lunari?

Per studenti tra i 10 e i 14 anni:

  • Durante un’ eclissi solare, cosa vedresti se ti trovassi sulla Luna e osservassi la Terra?
  • Qual è la fase della Luna durante un’eclissi solare? E durante un’eclissi lunare?
  • Perchè non vediamo un’eclissi lunare a ogni luna piena?
  • Gli altri pianeti hanno eclissi?

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References

Web References

 

Resources

Author(s)

Marissa Rosenberg si è laureata in Astrofisica nell’Università della California a Los Angeles (UCLA), Stati Uniti, in seguito ha conseguito una laurea specialistica presso la International Space University di Strasburgo, Francia. Sta lavorando attualmente al suo Dottorato in Astrofisica presso il Leiden Observatory in Olanda.

Marissa contribuisce all’ EU Universe Awareness, scrivendo articoli di astronomia per bambini. Ha anche effettuato tre anni di tirocinio di insegnamento scientifico con il programma di insegnamento California Teach programme presso UCLA.


Review

Le eclissi possono essere un’opportunità eccellente per gli studenti per capire come il giorno, la notet e le stagioni siano influenzate dalla nostra posizione sulla Terra rispetto alle posizioni del Sole e della Luna. Quest’articolo descrive attività pratiche in cui gli studenti costruiscono un modello del sistema Terra-Sole-Luna al fine di mostrare cosa accade durante le eclissi Solari e Lunari. I modelli di oggetti celesti permettono di avvicinare colui che impara a fenomeni affascinanti e permettono agli studenti di dare un senso a un cielo altrimenti misterioso.

L’articolo inoltre aumenta la possibilità per gli studenti di diverse nazioni per entrare in contatto, tramite video conferenze, con altre classi in tutto il mondo così da comprendere meglio come ciò che vediamo nel cielo in un punto qualsiasi sia influenzato da dove siamo sulla Terra. Gli studenti imparano meglio quanno fanno propria l’esperienza. In questo modo sia chi sta ricevendo sia chi sta trasmettendo il messaggio provano l’esperienza di un apprendimento nel contesto.


Angela Charles, Malta




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