Classe prima, secondaria di secondo gradoPercorso edumaterial
Che cosa imparerai
- Interpretare la parte illuminata visibile della Luna senza confonderla con l'ombra terrestre.
Prima di iniziare
- Lettura di una fonte
- Descrizione di una figura
Osservare e definire
La Luna è illuminata dal Sole. Mentre si muove intorno alla Terra cambia la porzione della metà illuminata che possiamo vedere: questa variazione produce le fasi. La Luna non cambia forma fisica a ogni fase. La Luna è illuminata dal Sole; mentre cambia la posizione relativa di Sole, Terra e Luna, dalla Terra vediamo frazioni diverse della metà lunare illuminata. Queste sono le fasi ordinarie. L'ombra della Terra non ne è la causa abituale: essa entra in gioco in un'eclissi lunare, che richiede una geometria più specifica. Una fotografia della falce mostra soltanto la porzione luminosa visibile in quel momento e da quel punto di vista. Senza data, luogo e orientamento della camera non è prudente dichiarare se la fase stia crescendo o calando osservando solo 'luce a destra' o 'luce a sinistra'. La stessa immagine può essere ruotata e l'aspetto rispetto all'orizzonte cambia con il luogo. Una sequenza temporale di osservazioni, tenuta con orientamento coerente, rende invece possibile seguire l'aumento o la diminuzione della frazione illuminata.
Procedere e confrontare
Una Luna piena si osserva quando dalla Terra vediamo quasi tutta la metà illuminata; una Luna nuova quando la parte illuminata è rivolta prevalentemente dalla parte opposta al nostro punto di vista. Una fase non è in generale un'eclissi: l'ombra terrestre entra in gioco in un'eclissi lunare, evento con condizioni di allineamento più restrittive. Il modello geometrico richiede tre corpi e un osservatore: il Sole come sorgente di luce, la Luna come corpo che riflette quella luce e la Terra come posizione dell'osservatore. Una metà della Luna è illuminata, salvo situazioni particolari come un'eclissi; ciò che varia è quanta parte di quella metà vediamo. Nella fase detta nuova la Luna è circa nella direzione del Sole vista dalla Terra; nella fase piena appare circa dalla direzione opposta. Queste parole descrivono configurazioni e apparenze, non cambiamenti della forma fisica della Luna. Un disegno bidimensionale può aiutare, ma deve indicare da dove si osserva e dove si trova la luce; senza questi elementi non si può ricostruire l'orbita completa da una falce isolata. La frazione illuminata non misura nemmeno la distanza Terra–Luna: occorrono metodi e dati diversi. Le fasi si ripetono con regolarità, ma il singolo fotogramma non fornisce da solo la direzione del cambiamento.
Verificare il limite
La falce nell'immagine permette di descrivere una forma apparente, ma un solo disegno senza orientamento, data e direzione del Sole non basta a fissare la posizione orbitale o a distinguere ogni fase crescente da una calante. Per farlo si costruisce un modello con Sole, Terra, Luna e punto di vista dichiarati. La figura della lezione è una falce illustrativa su un cielo notturno e non uno schema orbitale calibrato. Si può chiedere che cosa si vede e rispondere 'una parte luminosa della Luna'; non si può dedurre con certezza una data, l'emisfero dell'osservatore, la distanza o la prossima fase. Per migliorare l'indagine si registrano in più giorni luogo, orario, direzione di osservazione e orientamento della fotocamera. Una sequenza di schizzi fatti con la stessa convenzione mostra se la frazione illuminata cresce. In classe si può usare una lampada e una sfera, tenendo fissa la posizione dell'osservatore e spostando la sfera attorno a lui, per distinguere metà illuminata e porzione visibile. Il modello non riproduce dimensioni o distanze in scala, ma chiarisce la causa della forma apparente. Si evita così la risposta errata che attribuisce ogni fase all'ombra terrestre e si riconosce quando un'eclissi è un fenomeno distinto. Un controllo con osservazioni successive mostra perché una fotografia sola non basta. Se in tre sere, con la stessa convenzione grafica, la frazione luminosa visibile aumenta, possiamo parlare di crescita della fase nel periodo osservato. Se diminuisce, possiamo parlare di calo. Una singola falce non contiene questa informazione temporale. Ruotare la fotocamera cambia la posizione apparente della parte luminosa nel fotogramma senza cambiare il fenomeno astronomico; perciò le regole basate semplicemente sul lato luminoso vanno trattate con cautela fuori da un contesto osservativo specifico. Un modello a lampada e sfera rende visibile che la metà rivolta alla lampada è illuminata, mentre l'osservatore vede porzioni diverse quando la sfera cambia posizione. Bisogna evitare che il corpo dell'osservatore proietti involontariamente un'ombra nel modello, perché introdurrebbe proprio la confusione con l'eclissi. Le fasi hanno un ciclo, ma non sono causate da un'ombra che 'mangia' la Luna ogni mese. Una domanda quantitativa sulla distanza o sulla durata esatta del ciclo richiederebbe dati che la falce illustrata non offre. La risposta rigorosa resta qualitativa e dichiara quale osservazione supplementare permetterebbe di stabilire la direzione dell'evoluzione. Si può inoltre confrontare fase e orario di osservazione, ma soltanto con dati affidabili sulla posizione del Sole e dell'osservatore. La falce disegnata in un cielo scuro non autorizza a fissare l'ora precisa. Una fotografia può essere ritagliata o ruotata e mostrare soltanto una parte del contesto. In una scheda osservativa si annotano data, ora, località e orientamento prima di usare i nomi delle fasi. L'ombra terrestre resta una ipotesi da scartare per le fasi ordinarie, non una spiegazione da ripetere perché il bordo della luce appare curvo. Il bordo riflette la geometria della porzione illuminata che vediamo. La risposta a una singola foto è quindi una descrizione della luce visibile, accompagnata dalla richiesta di un contesto osservativo. Nominare con sicurezza l'evoluzione della fase senza quel contesto aggiungerebbe un dato assente.
Esempio ragionato
Una foto mostra una falce ma non indica data, emisfero e orientamento della camera. Puoi chiamarla certamente crescente?
- Descrivo la porzione luminosa visibile nella foto.
- Senza orientamento, luogo, data o sequenza non so se crescerà.
- Per nominare l'evoluzione confronto osservazioni successive o un modello dichiarato.
No. Puoi descrivere la frazione illuminata visibile; servono indicazioni di osservazione o una sequenza temporale per stabilire l'evoluzione della fase.
Errore da evitare
Spiegare ogni fase lunare come ombra della Terra proiettata sulla Luna.
Fonte e sequenza
- Il DM 211/2010 indica il primo biennio; la collocazione in questa classe è editoriale.
- Descrivere la parte luminosa visibile; non derivare un'orbita completa dalla falce.
Prova subito
Perché la Luna cambia aspetto pur conservando la stessa forma?
Vedi la soluzione spiegata
Risposta: Cambia la porzione illuminata che vediamo dalla Terra.
La sua superficie non si ricostruisce a ogni fase.
Risposta: Cambia la porzione illuminata che vediamo dalla Terra.
La sua superficie non si ricostruisce a ogni fase.
Che ruolo ha l'ombra terrestre nelle fasi ordinarie?
Vedi la soluzione spiegata
Risposta: Non le produce.
L'ombra della Terra è pertinente a un'eclissi lunare, non alla successione ordinaria delle fasi.
Risposta: Non le produce.
L'ombra della Terra è pertinente a un'eclissi lunare, non alla successione ordinaria delle fasi.
Quale modello serve per interpretare una fase?
Vedi la soluzione spiegata
Risposta: Sole, Terra, Luna e punto di vista dell'osservatore.
La geometria dei tre corpi determina la porzione visibile illuminata.
Risposta: Sole, Terra, Luna e punto di vista dell'osservatore.
La geometria dei tre corpi determina la porzione visibile illuminata.
La falce illustrata misura la distanza Luna-Terra?
Vedi la soluzione spiegata
Risposta: No.
Mancano scala e dati di osservazione.
Risposta: No.
Mancano scala e dati di osservazione.
Una sola foto stabilisce l'andamento della fase nei giorni seguenti?
Vedi la soluzione spiegata
Risposta: No.
Una sequenza temporale o un contesto orbitale è necessario.
Risposta: No.
Una sequenza temporale o un contesto orbitale è necessario.
Allineamento curricolare e fonti
- Allegato F, primo biennio, righe HTML 1574–1595; collocazione annuale editoriale. · DM 211/2010 · Allegato F · Liceo scientifico ordinario · obiettivi delle discipline
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Esercitarsi su questo: Fasi lunari: luce, posizione e punto di vista