Analemma (ore 12:00 civili del luogo) e Camera Oscura i
L’analemma e la Camera Oscura: introduzione
Consideriamo il moto apparente del Sole nel cielo. Il suo percorso descrive giornalmente un arco più o meno alto. Quello che ci si potrebbe aspettare è che, fotografando il Sole tutti i giorni alla stessa ora civile – poniamo alle 12:00 – e sovrapponendo le fotografie, la sua posizione si distribuisca su una stessa ipotetica linea verticale a una diversa altezza che dipende dal periodo dell’anno. Ma se si vuole ottenere una linea perfettamente diritta, che procede allungandosi d’inverno e accorciandosi d’estate, è necessario rilevare il mezzogiorno solare vero, il mezzogiorno locale, l’istante in cui ogni giorno dell'anno il Sole transita esattamente sul meridiano del luogo. E tutti i giorni questo orario... varia rispetto al giorno precedente se consideriamo l'orario civile!
E possiamo verificarlo? Non abbiamo quasi sicuramente a disposizione macchine fotografiche con appositi filtri e dobbiamo dunque procedere in un modo alternativo, già utilizzato nelle Chiese, e cioè con meridiana a camera oscura.
A ben guardare alcuni gnomoni hanno un foro. Lo gnomone è lo stilo (o asta o indice) di opportuna lunghezza e conveniente orientazione, la cui ombra (o l’estremo dell’ombra) serve a segnare le ore negli orologi a sole o meridiane. Accade che la luce del Sole può proiettare sul quadrante della meridiana non solo l’ombra dello stilo, ma anche un disco di luce creando il cosiddetto effetto camera oscura grazie al rombo forato posto proprio alla fine dello gnomone (spesso a forma simile a una punta di freccia, se sufficientemente grande e con adeguato buco).
In effetti in molte Chiese esiste un foro gnomonico; in Italia ne hanno contate oltre settanta.
Il nostro analemma con l'effetto camera oscura
Utilizziamoe un foglio nero con un buco al centro attaccandolo al vetro di una finestra tanto meglio se esposta a Sud e con visuale libera (oppure possiamo anche rilevare la posizione dell’ombra di un camino, di un campanile o di una guglia). Certamente chi ha un cortile esposto al sole può utilizzare una lastra con un foro.
Cosa osserveremo? I raggi solari in parte si fermeranno sul quadrante e in parte passeranno dal foro e arriveranno sulla parete (o sul terreno). Per l’effetto della camera oscura osserveremo un dischetto illuminato.
Con una matita segniamo il centro della macchia di luce (o anche l’ombra della punta di una guglia, di un angolo).
Ripetiamo l’operazione, possibilmente con cadenza giornaliera o almeno settimanale, per tutto il periodo dell’anno. Per limitare al massimo l’impossibilità della misura a seguito di condizioni atmosferiche avverse possiamo anche anticipare o posticipare la misura di uno/due giorni, l’importante è tenere fisso il momento dell’ora civile.
Terminata l’osservazione uniamo armoniosamente tutti i punti. Cosa abbiamo ottenuto? Non certo una semplice linea che sale e scende nel corso delle stagioni!
Ma una curva a forma di otto stiracchiato o, se si preferisce, simile al simbolo dell’infinito (∞) e che, a seconda dell’ora e del luogo, può risultare persino senza un lobo o con un lobo più grande dell'altro o, ancora, addirittura curvato a forma di ferro di cavallo: è l’analemma.
Spiegazioni e istruzioni
La posizione del Sole nel cielo, sempre alla stessa ora civile nei diversi mesi dell'anno è disegnata nella parte destra del grafico. È la "fotografia" vera, sempre alla stessa ora civile (qui alle ore 12), come se avessimo una apposisa macchina fotografica dotata di appositi filtri e nella stessa posizione oer 365 giorni L’ora solare vera è l’istante in cui il Sole passa sul meridiano locale, mentre l’ora civile è l’ora del fuso, comune a un’intera zona geografica e quindi identica per località con longitudini diverse.
L’analemma nasce da questa differenza: mostra lo scarto tra tempo solare e tempo civile misurato all’ora civile, cioè all’ora dell’orologio che utilizziamo ogni giorno. La coincidenza tra mezzogiorno solare e mezzogiorno civile avviene solo quattro volte l’anno, anche se non sempre nelle stesse date precise; in tutti gli altri giorni il Sole culmina in anticipo o in ritardo rispetto alle 12:00 civili. L’analemma rappresenta proprio l’entità di questo anticipo o ritardo nei vari giorni dell’anno, sempre rilevato alla stessa ora civile. In pratica l’analemma mostra, nei diversi periodi dell’anno, di quanto il tempo solare sia avanti o indietro rispetto al tempo dell’orologio. Modificando la 'Latitudine' la curva dell'analemma cambierà. Perchè?
La coincidenza tra mezzogiorno solare e mezzogiorno civile avviene solo quattro volte l’anno, anche se non sempre nelle stesse date precise; in tutti gli altri giorni il Sole culmina in anticipo o in ritardo rispetto alle 12:00 civili.
L’analemma rappresenta proprio l’entità di questo anticipo o ritardo nei vari giorni dell’anno; La sua particolare forma deriva dalla combinazione di:
• inclinazione dell’asse terrestre
• eccentricità dell’orbita
• equazione del tempo
• differenza tra ora civile e ora solare vera
Sulla parte sinistra alta dello schermo è raffigurata la proiezione con effetto camera oscura sul una parete, dopo aver interposto uno schermo opacho ai raggi solari con un foro.
Sulla parte sinistra bassa dello schermo è raffigurata la proiezione con effetto camera oscura sul pavimento, dopo aver interposto uno schermo opacho ai raggi solari con un foro.
💥
🚨 ATTENZIONE - DA LEGGERE ASSOLUTAMENTE
Nota sul funzionamento:💥
Per ottenere la simulazione grafica con effetto camera oscura con una pannello opaco con foro il pannello deve essere inclinato esattamente come la latitudine del luogo, cioè parallelo all'asse terrestre. Fino a latitidini inferiori a 45° l'osservazione è consigliata sul pavimento mentre, da 45°, l'osservazione è consigliata sulla parete. Questo permette di ottenere il risultato geometrico corretto nei tre scenari qui citati come esempio:
❄️ Alla Latitudine di 90° (Polo Nord): Il pannello ha un'inclinazione di 90°, diventando perfettamente verticale. Anche la parte dove è rilevato ha la stessa inclinazione. Poiché al Polo Nord il Sole si muove parallelo all'orizzonte e varia solo in declinazione, la sua proiezione segue fedelmente il grafico del cielo: un lobo di un "8" allungato che si sviluppa solo durante i sei mesi di luce (da aprile a settembre), spegnendosi quando il Sole scende sotto l'orizzonte.
🍃 A 45° di latitudine, la luce della camera oscura finisce sulla parete della stanza. A causa della distorsione prospettica geometrica, la figura a 'otto' dell'analemma si compone sulla parete in modo fortemente asimmetrico: il lobo corrispondente ai mesi invernali risulta notevolmente allungato e dilatato verso Nord rispetto al lobo estivo.
☀️ Alla Latitudine di 0° (Equatore) il pannello ideale si fonde con il tetto orizzontale della stanza ed è necessaria l'osservazione sul pavimento. Poiché all'Equatore il Sole alle ore 12:00 civili transita sempre vicinissimo alla verticale (Zenit), proiettando la luce quasi a picco attraverso il foro, la figura a "otto" si compone sul pavimento in posizione centrale e allungata in direzione Nord-Sud (lungo la linea meridiana), subendo una distorsione minima rispetto alle latitudini più elevate. E se vuoi continuare a stupirti guarda L'Analemma astronomico (2): mezzogiorno l'ora dei... faantasmi!: clicca qui
Se scegliamo 'Animazione', avremo sia il movimento dell'altezza del Sole sulla destra del video sia la proiezione del Sole sul pavimento e sulla parete grazie all'effetto camera oscura. Come non rimanere meravigliati dalle "curve geometriche" che, probabilmente, contraddiranno le nostre convinzioni astronomiche quotidiane, date troppo spesso per scontate?
Consideriamo il moto apparente del Sole nel cielo. Il suo percorso descrive giornalmente un arco più o meno alto. Quello che ci si potrebbe aspettare è che, fotografando il Sole tutti i giorni alla stessa ora civile – poniamo alle 12:00 – e sovrapponendo le fotografie, la sua posizione si distribuisca su una stessa ipotetica linea verticale a una diversa altezza che dipende dal periodo dell’anno. Ma se si vuole ottenere una linea perfettamente diritta, che procede allungandosi d’inverno e accorciandosi d’estate, è necessario rilevare il mezzogiorno solare vero, il mezzogiorno locale, l’istante in cui ogni giorno dell'anno il Sole transita esattamente sul meridiano del luogo. E tutti i giorni questo orario... varia rispetto al giorno precedente se consideriamo l'orario civile!
E possiamo verificarlo? Non abbiamo quasi sicuramente a disposizione macchine fotografiche con appositi filtri e dobbiamo dunque procedere in un modo alternativo, già utilizzato nelle Chiese, e cioè con meridiana a camera oscura.
A ben guardare alcuni gnomoni hanno un foro. Lo gnomone è lo stilo (o asta o indice) di opportuna lunghezza e conveniente orientazione, la cui ombra (o l’estremo dell’ombra) serve a segnare le ore negli orologi a sole o meridiane. Accade che la luce del Sole può proiettare sul quadrante della meridiana non solo l’ombra dello stilo, ma anche un disco di luce creando il cosiddetto effetto camera oscura grazie al rombo forato posto proprio alla fine dello gnomone (spesso a forma simile a una punta di freccia, se sufficientemente grande e con adeguato buco).
In effetti in molte Chiese esiste un foro gnomonico; in Italia ne hanno contate oltre settanta.
Il nostro analemma con l'effetto camera oscura
Utilizziamoe un foglio nero con un buco al centro attaccandolo al vetro di una finestra tanto meglio se esposta a Sud e con visuale libera (oppure possiamo anche rilevare la posizione dell’ombra di un camino, di un campanile o di una guglia). Certamente chi ha un cortile esposto al sole può utilizzare una lastra con un foro.
Cosa osserveremo? I raggi solari in parte si fermeranno sul quadrante e in parte passeranno dal foro e arriveranno sulla parete (o sul terreno). Per l’effetto della camera oscura osserveremo un dischetto illuminato.
Con una matita segniamo il centro della macchia di luce (o anche l’ombra della punta di una guglia, di un angolo).
Ripetiamo l’operazione, possibilmente con cadenza giornaliera o almeno settimanale, per tutto il periodo dell’anno. Per limitare al massimo l’impossibilità della misura a seguito di condizioni atmosferiche avverse possiamo anche anticipare o posticipare la misura di uno/due giorni, l’importante è tenere fisso il momento dell’ora civile.
Terminata l’osservazione uniamo armoniosamente tutti i punti. Cosa abbiamo ottenuto? Non certo una semplice linea che sale e scende nel corso delle stagioni!
Ma una curva a forma di otto stiracchiato o, se si preferisce, simile al simbolo dell’infinito (∞) e che, a seconda dell’ora e del luogo, può risultare persino senza un lobo o con un lobo più grande dell'altro o, ancora, addirittura curvato a forma di ferro di cavallo: è l’analemma.
Spiegazioni e istruzioni
La posizione del Sole nel cielo, sempre alla stessa ora civile nei diversi mesi dell'anno è disegnata nella parte destra del grafico. È la "fotografia" vera, sempre alla stessa ora civile (qui alle ore 12), come se avessimo una apposisa macchina fotografica dotata di appositi filtri e nella stessa posizione oer 365 giorni L’ora solare vera è l’istante in cui il Sole passa sul meridiano locale, mentre l’ora civile è l’ora del fuso, comune a un’intera zona geografica e quindi identica per località con longitudini diverse.
L’analemma nasce da questa differenza: mostra lo scarto tra tempo solare e tempo civile misurato all’ora civile, cioè all’ora dell’orologio che utilizziamo ogni giorno. La coincidenza tra mezzogiorno solare e mezzogiorno civile avviene solo quattro volte l’anno, anche se non sempre nelle stesse date precise; in tutti gli altri giorni il Sole culmina in anticipo o in ritardo rispetto alle 12:00 civili. L’analemma rappresenta proprio l’entità di questo anticipo o ritardo nei vari giorni dell’anno, sempre rilevato alla stessa ora civile. In pratica l’analemma mostra, nei diversi periodi dell’anno, di quanto il tempo solare sia avanti o indietro rispetto al tempo dell’orologio. Modificando la 'Latitudine' la curva dell'analemma cambierà. Perchè?
La coincidenza tra mezzogiorno solare e mezzogiorno civile avviene solo quattro volte l’anno, anche se non sempre nelle stesse date precise; in tutti gli altri giorni il Sole culmina in anticipo o in ritardo rispetto alle 12:00 civili.
L’analemma rappresenta proprio l’entità di questo anticipo o ritardo nei vari giorni dell’anno; La sua particolare forma deriva dalla combinazione di:
• inclinazione dell’asse terrestre
• eccentricità dell’orbita
• equazione del tempo
• differenza tra ora civile e ora solare vera
Sulla parte sinistra alta dello schermo è raffigurata la proiezione con effetto camera oscura sul una parete, dopo aver interposto uno schermo opacho ai raggi solari con un foro.
Sulla parte sinistra bassa dello schermo è raffigurata la proiezione con effetto camera oscura sul pavimento, dopo aver interposto uno schermo opacho ai raggi solari con un foro.
💥
🚨 ATTENZIONE - DA LEGGERE ASSOLUTAMENTE
Nota sul funzionamento:💥
Per ottenere la simulazione grafica con effetto camera oscura con una pannello opaco con foro il pannello deve essere inclinato esattamente come la latitudine del luogo, cioè parallelo all'asse terrestre. Fino a latitidini inferiori a 45° l'osservazione è consigliata sul pavimento mentre, da 45°, l'osservazione è consigliata sulla parete. Questo permette di ottenere il risultato geometrico corretto nei tre scenari qui citati come esempio:
❄️ Alla Latitudine di 90° (Polo Nord): Il pannello ha un'inclinazione di 90°, diventando perfettamente verticale. Anche la parte dove è rilevato ha la stessa inclinazione. Poiché al Polo Nord il Sole si muove parallelo all'orizzonte e varia solo in declinazione, la sua proiezione segue fedelmente il grafico del cielo: un lobo di un "8" allungato che si sviluppa solo durante i sei mesi di luce (da aprile a settembre), spegnendosi quando il Sole scende sotto l'orizzonte.
🍃 A 45° di latitudine, la luce della camera oscura finisce sulla parete della stanza. A causa della distorsione prospettica geometrica, la figura a 'otto' dell'analemma si compone sulla parete in modo fortemente asimmetrico: il lobo corrispondente ai mesi invernali risulta notevolmente allungato e dilatato verso Nord rispetto al lobo estivo.
☀️ Alla Latitudine di 0° (Equatore) il pannello ideale si fonde con il tetto orizzontale della stanza ed è necessaria l'osservazione sul pavimento. Poiché all'Equatore il Sole alle ore 12:00 civili transita sempre vicinissimo alla verticale (Zenit), proiettando la luce quasi a picco attraverso il foro, la figura a "otto" si compone sul pavimento in posizione centrale e allungata in direzione Nord-Sud (lungo la linea meridiana), subendo una distorsione minima rispetto alle latitudini più elevate. E se vuoi continuare a stupirti guarda L'Analemma astronomico (2): mezzogiorno l'ora dei... faantasmi!: clicca qui
Se scegliamo 'Animazione', avremo sia il movimento dell'altezza del Sole sulla destra del video sia la proiezione del Sole sul pavimento e sulla parete grazie all'effetto camera oscura. Come non rimanere meravigliati dalle "curve geometriche" che, probabilmente, contraddiranno le nostre convinzioni astronomiche quotidiane, date troppo spesso per scontate?
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