Fondamenti osservativi di un Mappamondo Parallelo

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1 Fondamenti osservativi di un Mappamondo Parallelo Néstor CAMINO Complejo PLAZA DEL CIELO Facultad de Ingeniería (UNPSJB) y ISFD N 804 Esquel, Chubut, Patagonia, ARGENTINA. nestor.camino@speedy.com.ar -

2 La ricchezza e semplicità del Mappamondo Parallelo Il Mappamondo Parallelo è uno strumento didattico di grande potenzialità e ricchezza di concetti, educativi e culturali, che rende possibile l apprendimento dell Astronomia. Così, è un mezzo che permette di vedere molti concetti essenziali per l Astronomia di Posizione, con precisione e molta semplicità.

3 L apprendimento con il Mappamondo Parallelo Il Mappamondo Parallelo permette una doppia visione : locale e planetaria, per descrivere e spiegare la maggioranza dei fenomeni e concetti dell Astronomia a occhio nudo. Per questo, ci chiediamo quali sono i suoi fondamenti astronomici, per essere coscienti e poter creare gli strumenti didattici adatti ad ogni gruppo di studenti.

4 Quali sono le caratteristiche astronomiche principali di un Mappamondo Parallelo? E necessario che il Mappamondo Parallelo e il pianeta Terra siano omotetici. Questa condizione geometrica tridimensionale si ottiene se: la posizione topocentrica dell osservatore sul Mappamondo Parallelo è allo zenit della sfera; ossia, la verticale astronomica della rappresentazione coincide con la verticale astronomica della realtà. il piano del meridiano astronomico dell osservatore sul Mappamondo Parallelo deve essere contenuto nel meridiano astronomico della realtà.

5 La nascita di un Mappamondo Parallelo Quali sono i passi per trasformare una sfera liscia in un Mappamondo Parallelo rispettando le condizioni geometriche ( omotetia )?

6 La nascita di un Mappamondo Parallelo Lavoriamo con una sfera massiccia, liscia, di cemento bianco, con un diámetro di 48 cm, illuminata dal Sole. Le osservazioni sono state effettuate in vari giorni dell anno, specialmente durante gli equinozi e solstizi, registrando l evoluzione dell illuminazione della sfera.

7 La determinazione della POSIZIONE TOPOCENTRICA di Esquel Il primo passo è determinare qual è il punto della sfera liscia che rappresenterà la posizione topocentrica del punto d osservazione, nel nostro caso di Esquel (Argentina). Per questo è necessario determinare il PIANO DELL ORIZZONTE e la VERTICALE ASTRONOMICA del posto. Lo faremo attraverso la materializzazione di: il piano che forma la superficie dei liquidi in libertà (l ORIZZONTE locale); e la direzione della gravità nel punto di osservazione (la VERTICALE ASTRONOMICA ). Uno gnomone verticale nella posizione topocentrica di Esquel

8 Materializzazione del PIANO DELL ORIZZONTE Il piano che forma la superficie dei liquidi in libertà viene materializzato da una livella a bolla. Materializzaziones del Piano dell Orizzonte (perpendicolare alla direzione della verticale astronomica)

9 Il rapporto tra il PIANO DELL ORIZZONTE e la VERTICALE. La nivelación en dos direcciones perpendiculares materializa el plano del horizonte astronómico. El punto en el que este plano es tangente a la esfera lisa es la posición topocéntrica buscada. Materializzazione della verticale astronomica ( con l uso di una livella a bolla in due direzioni perpendicolari tra loro).

10 Materializzazione del PIANO DELL ORIZZONTE Livellare due direzioni perpendicolari materializza il piano dell orizzonte astronomico. Il punto dove questo piano è tangente alla sfera liscia è la posizione topocentrica ricercata. Materializzazione del Piano dell Orizzonte (perpendicolari alla verticale astronomica)

11 Materializzazione della VERTICALE ASTRONOMICA La direzione di un filo a piombo materializza la direzione della gravità locale. Verticale astronomica di Esquel Questa direzione, unica per ogni posto, si chiama verticale astronomica. Il piano dell orizzonte locale e la verticale astronomica, perpendicolari, definiscono il Sistema Orizzontale Locale delle coordinate astronomiche, indispensabili per lo studio del cielo. Posizione topocentrica di Esquel

12 Materializzazione della VERTICALE ASTRONOMICA Verticale astronomica di Esquel La posizione topocentrica del punto di osservazione si caratterizza per la verticale astronomica. Posizione topocentrica di Esquel

13 L'unicità della verticale astronomica Sia la Terra reale, come nel Mappamondo Parallelo, la verticale astronomica è unica in un certo punto di osservazione. Posizione topocentrica di un altro posto

14 L'unicità della verticale astronomica Per questo cambiando la posizione sull Mappamondo Parallelo la perpendicolare alla sfera no coincide con la direzione del filo a piombo. Verticale astronomica di Esquel Verticale astronomica di un altro posto Verticale astronomica di Esquel Verticale astronomica di un altro posto Posizione topocentrica di un altro posto Posizione topocentrica di un altro posto

15 La determinazione dei POLI GEOGRAFICI Per determinare i poli di rotazione (poli geografici) dell Mappamondo Parallelo è necesario registrare lo stato di illuminazione della sfera liscia durante un equinozio. Durante un equinozio, il terminatore : la linea diffusa che separa la metà del pianeta illuminato direttamente dal Sole (lato diurno) dalla metà all ombra (lato notturno) passa esattamente per i poli di rotazione. Così cercando l intersezione delle linee dei terminatori tra giorno e notte in diversi momenti durante un equinozio è possibile determinare la posizione dei Poli, Nord e Sud.

16 La determinazione dei POLI GEOGRAFICI L attività d osservazione per determinare i poli geografici sulla sfera liscia, futuro Mappamondo Parallelo, deve effettuarsi all equinozio.

17 La determinazione dei POLI GEOGRAFICI Durante un equinozio, le linee limite giorno-notte (i terminatori) contengono i poli geografici e coincidono con i meridiani geografici. Per questa ragione l intersezione dei terminatori (o dei Meridiani) permette di determinare la posizione dei Poli di rotazione Nord e Sud sulla sfera liscia. Evoluzione dei terminatori giorno-notte sulla sfera liscia nel corso di un equinozio Il Polo alto sarà quello che corrisponde all emisfero dell osservatore (Polo Sud per il caso di Esquel), rimanendo l altro nella parte bassa della sfera.

18 La determinazione dei FUSI ORARI Registrano la posizione delle linee limite a intervali di una ora (1 h) è possibile capire il concetto di fuso orario. La distanza angolare tra due linee limite (terminatore) successive separate da un intervallo di 1 ora è di 15. Come conseguenza in un giorno (periodo di rotazione terrestre) si determinano 24 zone di 15 : i fusi orari.

19 La proiezione didattica del lavoro sui Fusi Orari Approfondendo il concetto di fuso orario è possibile lavorare con la Longitudine Geografica, Tempo Solare,Tempo Civile e Tempo Universale. Piccoli orologi solari equatoriali, posizionati sui differente mediani, ma sullo stesso parallelo.

20 La determinazione dell EQUATORE La metà della distanza tra i poli geografici, misurata su diversi meridiani, permette di determinare il circolo massimo dell Equatore. Si può aggiungere che un altra forma per determinare il circolo massimo dell Equatore (piu laboriosa) è a partire dal registro con piccoli gnomoni verticali dei punti sulla sfera liscia durante un equinozio che non fanno sombra al mezzogiorno solare (lo stesso puó essere fatto per determinare i Tropici ai sostizi).

21 La determinazione dei CIRCOLI POLARI Per determinare i circoli polari, Nord e Sud, del Mappamondo Parallelo, è necessario registrare lo stato dell illuminazione della sfera liscia durante un solstizio. Durante un solstizio il terminatore (línea che separa la metà del pianeta illuminata da quella all ombra) si allontana piú che mai dai poli di rotazione. Cosi, registrando il movimento delle linee limite durante un solstizio rimangono definite due regioni circolari, una sempre illuminata (centrata al Polo Sud in dicembre) e l altra sempre all ombra (centrata al Polo Nord in dicembre).

22 La determinazione dei CIRCOLI POLARI L attività d osservazione per determinare i circoli polari sulla sfera liscia, futuro Mappamondo Parallelo, deve effettuarsi a un solstizio.

23 La determinazione dei CIRCOLI POLARI Durante un solstizio, la curva tangente alle linee limite giorno-notte define i Circoli Polari Nord e Sud, e di conseguenza le Calotte Polari. Evoluzione dei terminatori giorno-notte sulla sfera liscia nel corso di un solstizio (viste da Nord) Evoluzione dei terminatori giorno-notte sulla sfera liscia nel corso di un solstizio (viste da Sud)

24 La determinazione dei CIRCOLI POLARI Per ottenere una maggiore precisione nel lavoro didattico, è necessario marcare esattamente i Circoli Polari. Facciamo questo con un compasso, usando come centro il Polo e marcando una circonferenza tangente alle linee limite registrate.

25 La misura indiretta di latitudine Una volta determinata la posizione topocentrica dell posto di osservazione, i poli geografici e i circoli principali (Equatore e Circoli Polari), è possibile effettuare misure indirette della latitudine di alcuni posti importante.

26 La misura indiretta della latitudine di certi luoghi Questo processo di misurazione sarà effettuato attaverso un rapporto di proporzionalità tra la distanza lineare su un meridiano e la distanza angolare corrispondente a due punti sulla sfera. Latitudine sconosciuto Distanza lineare misurata Latitudine data Distanza lineare data

27 La misura indiretta della latitudine dei Circoli Polari Calcoliamo in un primo momento la latitudine del Circolo Polare Sud. I valori di riferimento sono: Distanza angolare Equatore-Polo Sud = 90 Latitudine del Circolo Polare Sud = 66,5 Se è equivalente a I valori misurati sono: poi è equivalente a Distanza lineare Equatore-Polo Sud = 37,5 cm Distanza lineare Equatore-Circolo Polare Sud = 29,0 cm Consideriamo che il risultato è buono (con un errore relativo minore al 10%). La fonte d errore è il fatto che la línea limite (il terminatore) è diffusa e non si può determinare con precisione.

28 La misura indiretta della latitudine dei posto di osservazione (Esquel) Nello stesso modo, calcoliamo la latitudine della nostra città, Esquel. I valori di riferimento sono: Distanza angolare Equatore-Polo Sud = 90 Latitudine de Esquel = 43 I valori misurati sono: Se poi è equivalente a è equivalente a Distanza lineare Equatore-Polo Sud = 37,5 cm Distanza lineare Equatore-Esquel = 18,0 cm É evidente che il risultato è molto più preciso, buono (con un errore relativo minore al 1%). Il processo usato per determinare la posizione topocentrica di Esquel è stato molto più preciso che quello usato per determinare i circoli polari.

29 Il Mappamondo Parallelo e la Educaciòn come mezzo culturale. Il Mappamondo Parallelo è un strumento basato su profondi criteri astronomici, che danno una proiezione senza limiti per la Didattica dell Astronomia. I suoi principi antropologici sono essenziali per una ideologia che considera l Educazione Interculturale come il principale mezzo per la trasformazione delle nostre comunità, in pace, e con rispetto alle diverse identità.