L`eclisse di sole - testo

EDUCAZIONE SCIENTIFICA
B-10-FSE-2010-4
L’eclisse di sole
di Monica Onida
Autore
Monica Onida
Referente scientifico
Michela Mayer
Grado scolastico
Scuola Secondaria di II grado
Percorso collegato
Il moto del Sole – Nucleo “Terra e Universo”
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© INDIRE 2014
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Per lo studente
L’11 agosto del 1999 si è verificata un’eclissi di
Sole vista da diverse località sulla Terra. L’eclissi di
Sole è dovuta all’interposizione della Luna tra Terra
e il Sole. La Luna si comporta come un oggetto
opaco che ostacola il percorso dei raggi del Sole
verso la Terra, “gettando” la sua ombra sulla Terra
e oscurando quindi per qualche secondo il Sole.
Un gruppo di amici in vacanza a Roma ha avuto
la fortuna di assistere e, grazie a filtri appositi, è
anche riuscito a fotografarla.
In questo disegno schematico non
sono rispettate le proporzioni né
per le dimensioni dei corpi celesti,
né per le distanze)
Immagine by Hans Liu (CC BY-SA 2.0)
Un altro gruppo di amici quello stesso giorno si trovava nei Balcani da dove ha potuto
osservare l’eclissi e fotografarla.
Immagine by Cestomano (CC BY-NC-SA 2.0)
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1) Chi ha osservato l’eclisse a Roma ha visto un’eclisse totale o parziale? E chi l’ha osservata
nei Balcani?
Roma
Balcani
Totale, perché…
Totale, perché…
Parziale perché…
Parziale perché…
2) Da cosa dipende il fatto che l’eclisse sia visibile in modo totale o parziale secondo te?
a) Dalla latitudine
b) Dalla longitudine
c) Dall’orario
3) L’immagine seguente mostra l’eclissi sulla Terra, vista da un satellite, nel momento in cui
passa sull’Europa meridionale. A destra un’altra immagine illustra con maggior chiarezza le
zone di ombra e di penombra che produce un’eclisse.
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I due gruppi di amici si trovano secondo te:
a) entrambi nella zona di ombra
b) il primo nella zona di penombra, il secondo in quella d’ombra
c) il primo nella zona di ombra, il secondo in quella penombra
d) entrambi nella zona di penombra
4) Componendo una serie di immagini satellitari si può vedere come la zona d’ombra
dell’eclisse si è spostata sulla superficie terrestre (nell’emisfero Nord), in ordine di numero
dalla 1 alla 7, cioè da est verso ovest.
7
6
5
4
3
2
1
NASA - GOES images courtesy of MrEclipse.com
Si sposta in questo ordine perché:
a) il sole sorge a est e tramonta a ovest
b) la luna è transitata davanti al sole da est verso ovest
c) la Terra ruota intorno al proprio asse da est verso ovest
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5) Durante l’eclisse un gruppo di astrofili ungheresi ha fotografato l’eclisse totale e,
contemporaneamente, ha misurato la variazione della luminosità con due pannelli
fotovoltaici rivolti verso il sole. I pannelli hanno fornito il voltaggio dato dall’energia luminosa
proveniente dal Sole durante l’eclisse; nel grafico esso è messo in relazione all’orario di
rilevazione. Descrivi a parole come variano i valori rilevati (valore max e min di energia
luminosa rilevata – e in quali orari – orario di inizio e di fine dell’eclisse e durata
complessiva) e collega la curva del grafico alla sequenza delle immagini riprese con la
macchina fotografica, giustificando la tua scelta.
Immagine tratta dalla Rivista di Meteorologia Aeronautica dell’ Ufficio
Generale Meteorologia dell’AM
Immagine by Luc Viatur (CC BY-SA 3.0)
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6) In Italia sono state intervistate diverse persone che assistevano all’eclissi domandando loro
di descrivere cos’hanno visto. Riportiamo 4 stralci da persone diverse.
a) Una cosa incredibile, mai vista prima, fantastica: l’ombra è aumentata fino al
punto che sembrava arrivata la notte!
b) È stato fantastico, si è vista benissimo la sagoma della Luna oscurare piano
piano il Sole fino a coprirlo del tutto e intanto noi siamo stati avvolti dall’ombra!
c) La Luna ha cominciato a entrare nel fascio di luce del Sole alle ore 12.15 circa e
in poco più di mezz’ora l’ha completamente oscurato proiettando il suo cono
d’ombra sulla Terra, esattamente qui dove ci troviamo noi.
d) Io ho avuto paura perché diventava tutto più buio e non vedevo più bene intorno
a me.
Ordina queste frasi in base al grado di scientificità, da quella con grado maggiora a quella
con grado minore, sottolineando le parole che esprimono informazioni, dati o concetti utili
per la scienza.
1) ______________________________________________________________________
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2) ______________________________________________________________________
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3) ______________________________________________________________________
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4) ______________________________________________________________________
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7) L’eclisse di Sole si verifica solo in fase di Luna nuova, cioè quando la Luna, nel suo moto di
rivoluzione intorno alla Terra, si interpone tra essa e il Sole, quindi si verifica:
a) una volta al mese
b) una volta all’anno
c) quando i tre astri sono allineati
d) in modo casuale, non c’è una regola
8) Progetta una semplice prova sperimentale per dimostrare il fenomeno delle eclissi di Sole
avendo a disposizione un globo (il classico mappamondo su supporto), alcune sfere di
polistirolo di diametri diversi (2 cm; 5 cm; 10 cm) e una torcia luminosa. L’ipotesi da
verificare è: la Luna (sfera di polistirolo) interposta tra il Sole (torcia elettrica) e la Terra
(mappamondo) fa un’ombra circolare sulla Terra. Elenca le fasi di esecuzione
dell’esperimento, individuando e “giocando” con le variabili fisiche in gioco, individuando
anche i limiti di questa modellizzazione (cioè le differenze più importanti tra le variabili nel
modello e le variabili reali).
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9) Questa immagine presa dai satelliti ritrae:
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Vero
Falso
Terra, Luna e Sole durante un’eclisse di Sole
Terra, Luna e Sole visti vista dallo spazio
Terra, Luna e Sole durante un’eclissi di Luna
Terra, Luna e Sole quando c’è Luna nuova
10) Le dimensioni del Sole sono pari a circa 100 volte quelle della Terra e a circa 380 volte
quelle della Luna. A guardare il Sole e la Luna nel cielo, però, sembra che abbiano le
stesse dimensioni. Tanto più che durante le eclissi, la Luna copre esattamente il Sole.
Noi sappiamo che vediamo il Sole sotto un angolo = 0,53° e che dista dalla Terra circa
150.000.000 di km. Sappiamo anche che la Luna dista dalla Terra circa 384.000 km e che il
suo raggio è pari a circa 1.800 km. Come puoi utilizzare queste informazioni per spiegare
(o dimostrare matematicamente) perché dalla Terra vediamo Sole e Luna circa delle stesse
dimensioni?
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Per il docente
Consigli per la correzione
1) Risposta corretta:
Roma
Balcani
Totale, perché…
Totale, perché…
perché la luna copre totalmente il sole.
Parziale perché…
la Luna non copre completamente il Sole
ma solo parzialmente.
Parziale perché…
1 punto
Competenza: Dare ai fenomeni una spiegazione scientifica (Offrire ipotesi esplicative anche
per fenomeni che non sono stati oggetto di studio ma che possono essere spiegati attraverso
le conoscenze già acquisite).
Conoscenze della scienza (organizzatori concettuali): Interazioni e relazioni tra le parti di un
sistema.
Conoscenze sulla scienza (metodi e percorsi): Saper leggere i dati raccolti.
2) Risposta corretta: a)
1 punto
Competenza: Dare ai fenomeni una spiegazione scientifica (Offrire ipotesi esplicative anche
per fenomeni che non sono stati oggetto di studio ma che possono essere spiegati attraverso
le conoscenze già acquisite).
Conoscenze della scienza (organizzatori concettuali): Interazioni e relazioni tra le parti di un
sistema.
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3) Risposta corretta: b)
1 punto
Competenza: Comprendere la maniera scientifica di indagare (Capire come può essere
scomposta e ricomposta la complessità dei fenomeni indagati e essere in grado di farlo in
alcuni casi, individuando elementi, relazioni e sottosistemi)
Conoscenze sulla scienza (metodi e percorsi): Comprendere l’importanza delle
schematizzazioni, modelli e formalizzazioni dei fenomeni indagati e saperli applicare a
fenomeni semplici e a situazioni di vita quotidiana.
4) Risposta corretta c)
1 punto
Competenza: Dare ai fenomeni una spiegazione scientifica (ricordare e applicare alla
situazione problematica la conoscenza scientifica utile per risolverla).
Conoscenze della scienza (organizzatori concettuali): Interazioni e relazioni tra le parti di un
sistema.
5) Risposta corretta: valore minimo: 1,3 volt alle ore 12.50 circa; eclisse cominciata tra le ore
12.15 e 12.20 quando i valori dell’intensità luminosa hanno cominciato a decrescere (da 5/6 di
partenza) ed è terminata intorno alle 12.35-40, quando i valori si sono nuovamente ristabiliti,
con le loro normali oscillazioni, tra 5 e 6.
2 punti
Competenza: Interpretare i dati scientifici (analizzare e interpretare i dati a disposizione per
trarne conclusioni appropriate).
Conoscenze della scienza (organizzatori concettuali): Dimensioni e scale spazio temporali.
Conoscenze sulla scienza (metodi e percorsi): Saper leggere i dati raccolti.
6) Risposta corretta: c; b; a; d
c) La Luna ha cominciato a entrare nel fascio di luce del Sole alle ore 12.15 circa e in
poco più di mezz’ora l’ha completamente oscurato proiettando il suo cono d’ombra
sulla Terra, esattamente qui dove ci troviamo noi.
b) È stato fantastico, si è vista benissimo la sagoma della Luna oscurare piano piano il
Sole fino a coprirlo del tutto e intanto noi siamo stati avvolti dall’ombra!
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a) Una cosa incredibile, mai vista prima, fantastica: l’ombra è aumentata fino al punto
che sembrava arrivata la notte!
d) Io ho avuto paura perché diventava tutto più buio e non vedevo più bene intorno a
me.
1 punto
Competenza: Interpretare i dati scientifici (Riconoscere il linguaggio scientifico nei diversi
media – stampa, internet, TV, ecc. – ed essere in grado, a seconda delle difficoltà
dell’argomentazione, di distinguere tra argomentazioni basate su conoscenze e dati scientifici e
altri tipi di argomentazione – emotive, economiche, politiche,…).
Conoscenze sulla scienza (metodi e percorsi): Riconoscere le differenze tra modalità di
ragionamento scientifico e altre modalità di pensiero, sia in termini di obiettivi e di linguaggio,
sia in termini di procedure.
7) Risposta corretta: c)
1 punto
Competenza: Dare ai fenomeni una spiegazione scientifica (Offrire ipotesi esplicative per
fenomeni non studiati).
Conoscenze della scienza (organizzatori concettuali): Dimensioni e scale spazio temporali o
interazioni e relazioni tra le parti di un sistema
8) Risposta corretta esaustiva: deve essere completa di schemi grafici e delle altre applicazioni e
deve elencare le seguenti cose:
 fasi di esecuzione – posizionare globo terrestre su un piano, accendere la torcia e
illuminare il globo da un lato. Sperimentare con la sfera bianca le diverse posizioni e
distanze tra Terra e Sole per formare un cono di ombra (con eventuale anche
penombra) su parte di essa;
 variabili fisiche in gioco – distanza torcia e Luna dalla Terra; dimensioni della sfera
Luna; posizione relativa dei tre oggetti (allineati o meno); intensità luminosa e tipo di
luce (estesa o puntiforme);
 limiti del modello – le dimensioni infinitamente più piccole della sorgente rispetto a
quella reale e anche rispetto alle dimensioni dei modelli di Terra e Luna, alterano il tipo
di ombra che si viene a creare, cono divergente al posto di cono convergente, e
possono far sì che l’ombra copra tutta la Terra, cosa che in realtà non si verifica mai.
2 punti
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Risposta corretta parziale: impostazione di massima corretta espressa attraverso schemi
grafici e descrizione di qualche elemento corretto anche se non ben strutturato.
1 punto
Competenza: Comprendere la maniera scientifica di indagare (proporre modi di esplorare
scientificamente un problema dato).
Conoscenze sulla scienza (metodi e percorsi): Saper individuare le scale adeguate e le
modellizzazioni (matematiche in questo caso) appropriate al fenomeno da rappresentare.
Anche: saper confrontare i dati teorici con quelli sperimentali.
9) Risposta corretta:
Vero
Terra, Luna e Sole durante un’eclisse di Sole
X
Terra, Luna e Sole visti vista dallo spazio
X
Terra, Luna e Sole durante un’eclissi di Luna
Terra, Luna e Sole quando c’è Luna nuova
Falso
X
X
1 punto
Competenza: Dare ai fenomeni una spiegazione scientifica (Offrire ipotesi esplicative anche
per fenomeni che non sono stati oggetto di studio ma che possono essere spiegati attraverso
le conoscenze già acquisite).
Conoscenze della scienza (organizzatori concettuali): Dimensioni e scale spazio temporali.
10) Risposta corretta esaustiva: corretta e formalizzazione matematica in cui si calcola l’angolo
sotto il quale vediamo la Luna per dimostrare che è lo stesso sotto il quale vediamo il Sole.
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d= distanza Terra-Luna = 384.000 km
D= diametro Luna = 1800 x2 = 3600 km
α: 360° = D : 2πd
α= (3600 km x 360°)/2πd
α= 1296000/2411520 = 0,53°
2 punti
Risposta corretta parziale: si spiega a parole il ragionamento (se li vediamo uguali anche se
sono tanto diversi significa che li vediamo sotto lo stesso angolo) ma non lo dimostra coi
calcoli.
1 punto
Competenza: Interpretare i dati scientifici (Analizzare e interpretare i dati a disposizione per
trarne conclusioni appropriate).
Conoscenze sulla scienza (metodi e percorsi): Comprendere l’importanza delle
schematizzazioni, modelli e formalizzazioni logiche dei fenomeni indagati, e sapere applicarle a
fenomeni semplici e a situazioni di vita quotidiana.
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Questo materiale è stato realizzato nel 2014 da INDIRE con i fondi del Progetto PON
Educazione Scientifica, codice B-10-FSE-2010-4, cofinanziato dal Fondo Sociale Europeo.
La grafica, i testi, le immagini e ogni altra informazione disponibile in qualunque formato sono
utilizzabili a fini didattici e scientifici, purché non a scopo di lucro e sono protetti ai sensi della
normativa in tema di opere dell’ingegno (legge 22 aprile 1941, n. 633).
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