a cura di Giuseppe Rolfo e Nicola Scarpel

meridiana polare
Modellino in cartone con stuzzicadente. La punta dell’ombra segna l’ora sulle linee orarie parallele.

CARATTERISTICHE GENERALI

Si tratta di un orologio solare molto semplice da costruire. Il quadrante giace in pratica sul piano del primo orario e lo stilo è perpendicolare ad esso. In alternativa si può usare uno stilo parallelo all’asse celeste oppure un rettangolo il cui piano coincide con il piano del meridiano astronomico, con un lato appoggiato al centro del quadrante e il cui bordo libero è allineato con l’asse celeste.

METODO COSTRUTTIVO

Per lo schema costruttivo si può seguire questa semplice procedura esclusivamente grafica.

Il quadrante è un cartoncino di forma rettangolare ABCD con la base AB lunga 3 o 4 volte l’altezza DA, si tracciano due segmenti che congiungono i punti medi dei lati opposti (MN e RS). Il punto di intersezione O di questi due segmenti è il centro del quadrante. La retta RS è la linea equinoziale est-ovest.

Si sceglie una lunghezza per lo stilo (in questo caso è uguale a metà dell’altezza) e con un righello si riporta tale lunghezza, a partire dal centro O, lungo la linea mediana MN, e si segna l’altra estremità (nel nostro caso è il punto M).

Con centro nel punto M si traccia una semicirconferenza di raggio MO

Dal centro M della circonferenza, con angoli di 15, 30, 45, 60 gradi si conducono dei segmenti fino ad intersecare la linea equinoziale RS.

Dai punti di intersezione si tracciano le perpendicolari alla linea equinoziale.

Tali perpendicolari sono le linee orarie: a seconda dell’altezza dello stilo e alla lunghezza della base AB possono starci quattro o cinque linee orarie.

SOSTEGNO DEL QUADRO E GNOMONE

Come si è detto, il quadro deve giacere sul piano del primo orario, e quindi deve avere un sostegno che lo mantenga sollevato di un angolo pari alla latitudine del luogo in cui viene posizionato.
E’ facile immaginare qualche semplice congegno che permetta di scegliere l’inclinazione del quadro a seconda della latitudine così da trasformare lo strumento in un “orologio da viaggio”.

Lo gnomone può essere materializzato con uno stilo infilato nel centro O e perpendicolare al piano della meridiana (di conseguenza, lo stilo punta al mezzocielo). In questo caso è la punta dell’ombra che segna l’ora. Oppure, si può posizionare un rettangolo, sempre perpendicolare al piano della meridiana, e disposto con un lato lungo la linea mediana minore MN. Di conseguenza il piano del rettangolo coincide con il piano del meridiano astronomico. Il rettangolo proietta un’ombra il cui bordo è parallelo alle linee orarie ed in questo modo segna l’ora.

Il quadro va orientato con l’asse MN disposto lungo la linea meridiana.

Con semplici calcoli si possono tracciare anche alcune linee diurne, ad esempio quelle dei solstizi.

PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO

Se facciamo riferimento al più semplice orologio solare equatoriale, è facile capire il funzionamento e il metodo costruttivo della meridiana polare. Il semicerchio grigio, in figura, rappresenta il cerchio orario della meridiana equatoriale, disposto appunto sul piano dell’equatore celeste. Il prolungamento delle linee orarie del cerchio, distanziate di 15°, intersecano il piano della meridiana polare in una serie di punti via via più lontani. Tali punti vengono utilizzati per tracciare le linee orarie, parallele tra loro, sul quadro polare. Per semplificare la costruzione, immaginiamo di ruotare il cerchio orario “adagiandolo” sul piano della meridiana polare. In questo modo i punti di intersezione mantengono esattamente la stessa posizione.

Lascia un commento