Indice
< Come si muove la sfera celeste?
> Tracciare le linee diurne e la linea meridiana
Lo gnomone
Il moto apparente della sfera celeste può essere controllato agevolmente osservando l’arco diurno del Sole che è simile a quello delle stelle che sorgono e tramontano. Il Sole sorge a oriente, raggiunge una massima altezza al momento del suo passaggio al meridiano (chiamato culminazione o transito al meridiano) e tramonta a occidente. L’esperienza quotidiana ci suggerisce anche che l’arco diurno del Sole non è sempre uguale a se stesso. Nel corso dell’anno il Sole raggiunge altezze diverse e la sua permanenza nell’emisfero visibile è più o meno lunga: nel corso della stagione primaverile ed estiva boreale il suo arco diurno assomiglia a quello delle stelle dell’emisfero nord (arco visibile più lungo dell’arco invisibile) e viceversa nel periodo autunnale ed invernale.
La più antica di interpretazione del moto diurno del Sole deve essere iniziata con uno gnomone, un bastone verticale piantato a terra, e con l’osservazione della sua ombra. La forma e la disposizione dell’arco diurno del Sole rispetto al piano meridiano può essere controllata e analizzata più comodamente osservando il comportamento dell’ombra dello gnomone, in particolare osservando il percorso dell’apice dell’ombra nel corso della giornata.
In questa rappresentazione il piano dell’orizzonte è visto dall’alto e quindi il piano meridiano è visto “di taglio” e coincide con la linea meridiana. Come si è detto, esso rappresenta il piano di simmetria dell’arco diurno del Sole e di conseguenza la linea meridiana deve rappresentare l’asse di simmetria della linea diurna, cioè del percorso dell’apice dell’ombra dello gnomone sul piano orizzontale.
Tracciare una linea diurna
Si pianta un bastone al suolo, su una superficie orizzontale. Si controlla la verticalità del bastone con un filo a piombo e l’orizzontalità con una livella o con un archipendolo. Nel corso di una giornata, ad intervalli di mezz’ora o di un’ora si segna la posizione dell’apice dell’ombra.
Alla fine della giornata si congiungono i punti segnati ottenendo quella curva che è conosciuta come linea diurna del Sole.
Lo schema che si ottiene può assomigliare ad una delle due figure sottostanti.
Abbiamo così una prima conferma grafica della simmetria dell’arco diurno del Sole.
Questa semplice esperienza ci porta ad importanti considerazioni che saranno sviluppate nei prossimi esperimenti:
- La linea diurna è simmetrica rispetto ad una retta orizzontale che passa per il piede dello gnomone e che corrisponde all’intersezione del piano meridiano con il piano dell’orizzonte, cioè alla linea meridiana nord-sud.
- Il punto della curva più vicino alla base dello gnomone rappresenta il momento in cui, nel corso della giornata, l’ombra ha raggiunto la sua minima lunghezza. Questo istante è importante perché è il momento in cui il Sole raggiunge la sua massima altezza in cielo (culminazione). L’istante della culminazione corrisponde anche al momento in cui il Sole si trova sul piano meridiano (transito del Sole al meridiano superiore). E’ un momento importante della giornata perché divide le ore di luce in due intervalli uguali: è il mezzogiorno vero, alla base della più antica misura del tempo.
Una sola curva non offre moltissime informazioni e non ci assicura sulla nostra ipotesi della simmetria dell’arco diurno. I prossimi esperimenti si baseranno sulla raccolta di un certo numero di archi diurni per confermare la loro simmetria e per una definizione più precisa della linea meridiana.
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