Altezza del Sole: uno strumento con due squadrette

Questo strumento è adatto ad una misurazione all'aperto. Un tavolino può ospitare un solo strumento e quindi la soluzione è preferibile per un lavoro di squadra (3 o 4 studenti al massimo). Si possono anche seguire gli spostamenti dell'ombra, ad intervalli regolari, tracciandone le posizioni su un foglio di carta.

Materiale:

a cosa serve:

Un tavolino

Il tavolino, o qualsiasi piano orizzontale, serve come base di appoggio per gli strumenti. Deve essere disposto al sole nell'ora della rilevazione.

- due squadrette da disegno

La combinazione delle due squadrette serve per trovare la verticalità

- un foglio di carta bianca

Sul foglio di carta si proietterà l'ombra dello gnomone e si segneranno i punti per la sua misurazione. E da disporre sopra il tavolino. Deve essere abbastanza grande da contenere l'ombra dello gnomone

- un cartoncino 5x5 cm circa

serve per costruire lo schermo sul quale si pratica un foro (foro gnomonico) attraverso il quale passerà un raggio di Sole. Lo schermo deve essere abbastanza grande per produrre un'ombra di contrasto, ma non troppo da essere ingombrante. Nelle giornate ventose può diventare una fonte di notevole instabilità.

-una matita e del nastro adesivo

per fissare lo schermo allo gnomone (facoltativo)

- una livella

per posizionare il tavolino in modo da ottenere un piano orizzontale

Costruzione dello gnomone

a) Con il termine gnomone si intende uno stilo o un bastone utilizzato per proiettare un'ombra sulle meridiane. Il nostro gnomone deve essere verticale. Si attaccano assieme le due squadrette lungo uno dei loro cateti, utilizzando del nastro adesivo. Per ottenere una buona verticalità è importante allineare con cura le due squadrette lungo il cateto e, soprattutto, far coincidere perfettamente i due vertici di base (anche un piccolo errore di questo ultimo dettaglio può compromettere notevolmente la precisione dello strumento).

In questo modo le due squadrette, disposte su un piano orizzontale, stanno in piedi da sole e il loro bordo è verticale, se lo si appoggia ad un piano orizzontale (tale bordo corrisponde al nostro gnomone).

b) La punta di una delle due squadrette può già essere utilizzata come punta dello gnomone. E' possibile aumentare l'altezza dello gnomone incollando una matita, con nastro adesivo, lungo il bordo.

c) Noi consigliamo comunque di aggiungere un foro gnomonico: si pratica un forellino rotondo su un cartoncino di carta (c'è chi consiglia come diametro del foro 1/250 dell'altezza dello gnomone, perciò un millimetro ogni 25 cm di altezza), quindi si attacca il cartoncino ad una matita usando del nastro adesivo. Sempre con il nastro adesivo, la matita andrà fissata sulla punta delle squadrette, lungo il loro bordo comune:

Una costruzione meno laboriosa e più semplice (vedi foto) può prevedere il cartoncino incollato direttamente ad una delle facce Lo strumento è così completo e pronto all'uso. Se la giornata è ventosa, si sconsiglia l'uso dello schermo con foro, perché il suo movimento rende difficile la misurazione.

Operazioni da effettuare prima della misurazione

d) Si sistema all'aperto un tavolino (possibilmente a tre piedi), posizionato in modo tale che il piano sia stabile e orizzontale (controllare l'orizzontalità con la livella).

e) Si dispone con cura il foglio bianco di carta sul tavolo, fissandolo con nastro adesivo. Un problema riscontrato spesso è causato dalla non perfetta aderenza del foglio di carta al piano del tavolino, che può provocare un notevole errore di misurazione. D'altra parte il foglio ha il vantaggio di conservare le tracce di una serie di osservazioni a intervalli regolari eseguite prima, durante e dopo la culminazione del Sole.

f) Si sistema il nostro strumento di misurazione (le squadrette) sopra il foglio di carta in modo tale che l'ombra proiettata dallo schermo (o meglio il puntino luminoso proiettato dal foro) cada all'interno del foglio. Consiglio di fissare anche lo strumento al foglio e al tavolino utilizzando del nastro adesivo.

Misurazione dell'ombra

La procedura per misurare la lunghezza dell'ombra è molto semplice ma richiede alcune precisazioni. La lunghezza dell'ombra si ottiene misurando la distanza tra i due punti seguenti, da segnare sul foglio:

1- la base dello gnomone

2- il centro del puntino luminoso proiettato dal foro gnomonico. A questo proposito vedi la pagina che contiene alcune importanti precisazioni arrowsull'uso accurato del foro gnomonico

Le misure che ci servono per poter determinare l'inclinazione dei raggi solari sono:

1-altezza dello gnomone (cioè l'altezza del centro del foro gnomonico rispetto alla base di appoggio)

2-lunghezza dell' ombra proiettata dallo gnomone (cioè la distanza tra la base dello gnomone e il centro del punto di luce proiettato sulla carta)

Con questi due dati si può procedere alla determinazione dell'altezza, riportando il triangolo rettangolo su un foglio di carta e misurando con un goniometro l'angolo formato dai raggi solari con il piano orizzontale, oppure utilizzando il nostro modulo di calcolo


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