Le stagioni sono un fenomeno astronomico, questo lo sanno tutti, ma molti ne hanno un’idea un po’ pallida. Ho realizzato un modello che riproduce il meccanismo di questo fenomeno così forse si può comprendere con maggior chiarezza.
È costituito da un mappamondo del diametro di 30cm che ho opportunamente modificato e da una torcia che emette un fascio di luce conico e stretto. In queste due figure vediamo prima di tutto il mappamondo che ho modificato. Nella prima figura vediamo una foto. Nella seconda figura vediamo il disegno del disco dell’eclittica. Su entrambe le figure ho riportato la spiegazione e le diciture.
Il mappamondo e la torcia vanno distanziati tra loro di almeno 4-5m, quindi servono due tavolini da disporre a quella distanza. La torcia deve stare alla stessa altezza del centro del globo. Il fascio di luce della torcia deve avere un angolo di apertura intorno ai 5°, oppure meglio ancora regolabile, per fare un cerchio luminoso del diametro di circa 40cm alla distanza di 4-5m.
È importante la distanza di almeno 4-5m affinché i raggi del fascio di luce giungano quasi paralleli su tutto il mappamondo. È importante anche il diametro del fascio che giunge sul globo, che deve essere di circa 40cm affinché la luce illumini interamente il globo (diametro 30cm) con un margine che sborda tutt’intorno né troppo grande né troppo piccolo, direi intorno ai 5cm. La stanza deve essere buia e sul mappamondo si deve distinguere bene la parte illuminata da quella in ombra, quindi dietro al mappamondo bisogna mettere uno schermo o un telo nero antiriflettente che non rifletta la luce che sborda, o comunque ne rifletta pochissima sulla parte in ombra. Teniamo presente che la Terra non gira in senso orario come il cielo, ma in senso opposto, cioè antiorario, come indicato dalla freccia rossa.
L’Italia nei due equinozi gira per metà nella parte illuminata e per metà nella parte in ombra; nel solstizio d’Estate gira più della metà nella parte illuminata e meno della metà nella parte in ombra, intorno a mezzogiorno riceve una luce molto incidente; nel solstizio d’Inverno avviene il contrario, gira meno della metà nella parte illuminata e più della metà nella parte in ombra, intorno a mezzogiorno riceve una luce ancora poco incidente.
Il Polo Nord nei due equinozi è sulla linea che separa la parte illuminata dalla parte buia; nel solstizio d’Estate è nella parte illuminata fino al circolo polare artico; nel solstizio d’Inverno è nella parte buia fino al circolo polare artico. Per il Polo Sud è l’inverso.
Ruotando il disco dell’eclittica possiamo regolare il modello su qualsiasi mese dell’anno e indicativamente all’inizio, a metà o alla fine.
Si può fare anche una simulazione più semplice che non richiede né il buio nella stanza né la torcia. Questa volta immaginiamo che i nostri occhi irradino luce e calore come fossero il Sole o la torcia. Ci sediamo davanti al mappamondo di fronte al lato perpendicolare alla direzione del Sole. Dovremmo guardare in direzione orizzontale o quasi per tutta l’altezza del globo e quindi dovremmo stare un po’ distanti, oppure se prendiamo in esame solo l’Italia possiamo stare più vicini, ma dobbiamo seguire l’Italia nella sua rotazione dalla levata al tramonto mantenendo lo sguardo il più possibile orizzontale. Vediamo una sequenza in quattro passi con l’Italia a mezzogiorno nell’equinozio di Primavera, nel solstizio d’Estate, nell’equinozio d’Autunno e nel solstizio d’Inverno. Immaginiamo di irradiare l’Italia di luce e calore con i nostri occhi per renderci conto dell’effetto diverso che questi possono avere nei 2 equinozi e nei 2 solstizi. Ovviamente l’effetto sarà lo stesso descritto prima nella prova con la torcia.
Per rappresentare il piano locale ho fatto un dischetto di cartoncino rigido. Sotto e al centro del dischetto ho messo una ventosa unita al dischetto da una vite solo appena stretta che consente al dischetto di essere ruotato rispetto alla ventosa. La vite passando sopra al dischetto diventa uno gnomone.
Tramite la ventosa applichiamo il dischetto sul mappamondo, ad esempio sull’Italia. Poi ruotiamo il dischetto per allineare il Nord in direzione del Polo Nord e il Sud in direzione perpendicolare all’equatore. L’Italia sul mappamondo è molto piccola. Se con la ventosa siamo riusciti a centrare bene l’Italia, il piano locale corrisponderà grosso modo all’Italia centrale. È vero che è sollevato dello spessore della ventosa dal piano tangente all’Italia centrale, ma è pur sempre parallelo ad esso. Nel modello la geometria che nell’arco del giorno determina l’evoluzione dell’ombra dello gnomone è la stessa che avremmo nel corrispondente luogo reale.
L’ombra si muove in opposizione al Sole. Il movimento del Sole è Est → Sud → Ovest, quindi quello dell’ombra sarà Ovest → Nord → Est. Più il Sole è alto più l’ombra sarà corta, più il Sole è basso più l’ombra sarà lunga.
Per avere una descrizione più precisa del comportamento dell’ombra possiamo guardare una meridiana orizzontale calcolata per la nostra latitudine di 44°.
Le linee orarie indicano il tempo locale segnato dalla meridiana. Quindi le ore 12 sono il mezzogiorno vero, il Sole è al meridiano e l’ombra dello gnomone indica il Nord. Il disegno di questa meridiana è stato elaborato da questo sito:
Home page
http://fram.interfree.it/index.htm
Link diretto
http://fram.interfree.it/meridiane/orizz_babital.htm
Questo il riquadro dei dati richiesti e infine “Aggiorna Grafico”.
Guardiamo le linee percorse dall’ombra della capocchia dello gnomone. Nei due equinozi abbiamo una linea retta da Ovest a Est. Rispetto a questa linea retta andando verso il solstizio d’Estate le linee al centro si avvicinano allo gnomone e lateralmente si aprono verso Sud; andando verso il solstizio d’Inverno le linee al centro si allontanano dallo gnomone e lateralmente si aprono verso Nord.
Chi vuole può scaricare il mio disegno del disco dell’eclittica realizzato con LibreCad 2d in formato PDF su foglio A3
Disco dell'eclittica
