Aspetti didattici. 2. Attività

Il Sistema Solare

Sui libri di testo, tipicamente, si vedono immagini come queste (vedi sotto) che ci danno l'impressione di uno spazio molto "affollato" di oggetti astronomici. In realtà, il Sistema Solare in scala apparirebbe quasi del tutto "vuoto"...

Questa è una buona occasione per... costruire e riflettere sui modelli didattici

Il problema della riproduzione in scala.

Una possibile attività didattica

Materiale

Procedimento:

Attenzione: per mettere in scala sia le DIMENSIONI dei pianeti sia le loro DISTANZE dal Sole dovremmo fare un lavoro un po' complicato. Oppure guardare questo video

Un altro modo per rendere l'idea dello 'spazio vuoto' e delle dimensioni del Sistema Solare è immaginarsi di viaggiare nel Sistema Solare alla velocità della luce e incontrare i pianeti.... dopo quanto tempo?

E poi? 

Risorse di rete

Osservazione: Quando il cielo è sereno, d’estate, la luce si vede peggio, perché c’è foschia. L’aria asciutta e fredda, come quella che si ha talvolta a dicembre dopo due giorni di tramontana, permette di fare le migliori osservazioni astronomiche. Venere si vede molto bene di mattina poco prima dell’alba, verso est e subito dopo il tramonto, verso ovest. L’osservazione di Mercurio è molto più difficile. Il pianeta Giove può essere osservato con una certa facilità, essendo un astro molto brillante. L’acquisto di un piccolo telescopio può risultare una spesa generalmente abbordabile per le scuole.

The Rings of Saturn

You are cruising in the troposphere of Saturn under the most magnificent ring structure in the solar system. Few sights are more astounding. The white, icy rings soar 75,000 kilometers above your head. Ringshine illuminates everything around you. No fewer than six crescent moons rise in the sky. The light from the setting sun scatters against a mist of ammonia crystals, forming a beautiful sun dog. You are buffeted by ammonia clouds that stream by you at speeds greater than 1,500 kilometers an hour. These are some of the fastest winds in the solar system. More than 30,000 kilometers below you, with pressures no human-made thing could survive, is a global ocean of liquid metallic hydrogen. There will be no landing on this planet.

Jupiter's Red Spot

The sheer scale of the solar system's largest anticyclone is difficult for a traveler to grasp. From this vantage point, only a small part of Jupiter's Great Red Spot (left) can be seen. It rises at least eight kilometers above the surrounding clouds. Lightning bolts that could pulverize a city crackle at its base into the lower clouds. Winds at the outer edge of the anticyclone swirl at more than 400 kilometers an hour. The spot rotates counterclockwise once every seven days. The turbulence created by this mega storm is brutal, the sound, deafening. At least two planets the size of Earth could fit inside this monstrous storm, which has been spinning in Jupiter's southern hemisphere for at least 400 years. There is no sign that it will stop.

Valles Marineris, Mars

People have been known to fall to their knees and weep at the sight of Arizona's Grand Canyon. One wonders what the first traveler to the Mariner Valley will do when gazing into this canyon. At almost four miles deep and so wide that in some places you would have to strain to see the other side, this gigantic tectonic crack would span the U.S. from New York to California—a quarter of the way around the planet—so that sunrise at one end happens six or so hours before sunrise at the other. Water once ran through large segments of this expanse. In this image the traveler views an icy mist filling the valley as the suns sets over the north rim.

The Geysers of Enceladus

You feel it before you see it: an ominous rumble, reverberating deep in your chest and up from your feet. There is no sound here. And then the eruption comes: two huge ice plumes explode through the surface of Enceladus, spewing ice crystals into space at more than 1,000 miles per hour. The silent violence is lit by our distant sun. With just 1/16 of our own moon's gravity, Enceladus will not be an easy world to tread on; hikers may need to strap on jetpacks and take care to avoid the valleys that give birth to the powerful geysers.

The Geysers of Triton

Visitors to the largest of Neptune's moons, Triton, will be treated to an array of cryogeysers that are probably composed of nitrogen frost and dark organic compounds. The smoky-looking geysers might be heard from kilometers away as they stream more than 8,000 meters into the thin atmosphere before their tops are whisked away by prevailing winds. Methane and nitrogen ice cover this world whose surface temperature plummets to almost —200 degrees Celsius.

Peaks of Eternal Light

Not far from home, on our own moon, a unique condition exists (below). Discovered in 1994 on Peary crater near the north pole, the so-called peaks of eternal light are the only known region in the solar system where the sun never sets. (Other such regions may exist on Mercury but have not been seen yet.) This unusual condition arises because the moon's rotational axis is barely tilted relative to the plane of its and Earth's orbit around the sun. Certain to become a tourist attraction, this site may one day also house the first moonbase. Temperatures in the area fluctuate comparatively little, perhaps by 20 degrees, making it an ideal place to settle. The possibility of water ice here is an added bonus.


Herschel Crater on Mimas

Adventurous climbers who ascend the peak at the center of Herschel crater (left) on Saturn's moon Mimas will find themselves more than 6,000 meters above the chasm's floor. Surrounded by the crater walls, which rise majestically to almost 5,000 meters, and with Saturn setting in the background, travelers might wonder how Mimas survived the impact that formed this 139-kilometer-wide depression, which is almost a third of the satellite's diameter.


Sunrise on Mercury

Sunrise and sunset on Mercury are spectacles to behold. Two and one half times larger in the sky than seen on Earth, the sun appears to rise and set twice during a Mercurian day. It rises, then arcs across the sky, stops, moves back toward the rising horizon, stops again, and finally restarts its journey toward the setting horizon. These aerial maneuvers occur because Mercury rotates three times for every two orbits around the sun and because Mercury's orbit is very elliptical.


Confronti successivi...

Sistema Solare e oltre...

Immagini da interpretare

La Luna

È utile far osservare ai ragazzi la Luna, facendo loro notare come, durante tutto il mese, la Luna sorge sempre in direzione Est e tramonta ad Ovest. Tuttavia ogni giorno sorge, culmina e tramonta con circa 50 minuti di ritardo. Se osservi la Luna sera dopo sera, vedrai il suo aspetto cambiare. Se hai incominciato le tue osservazioni da una notte di Luna piena, potrai osservare che la sua superficie illuminata diventa sempre più piccola una sera dopo l'altra, assumendo la forma di una falce sempre più stretta. Inoltre la Luna sorgerà e tramonterà sempre più tardi. Siamo nel cosiddetto periodo di luna calante. Dopo 14-15 giorni, la Luna diventerà quasi invisibile. Essa sorgerà al mattino circa insieme al Sole, verso Est, e tramonterà col Sole. In seguito, la parte illuminata ricomincerà a crescere, ma la falce sarà rivolta dalla parte opposta. Prima era rivolta verso Est, adesso sarà rivolta a Ovest. Questa è la fase di luna crescente. In questo periodo la Luna sorgerà al pomeriggio, sempre più tardi, ed infine al tramonto del Sole. Dopo 29 giorni, essa avrà ripreso il suo aspetto originario fino alla luna piena, poi ricomincerà a ripercorrere le varie fasi che abbiamo descritto. Anche la posizione della Luna rispetto al Sole cambia nell'arco dei 29 giorni.

Proposte didattiche

Materiale occorrente

Schede di osservazione della Luna.

Strumenti costruiti.

Procedimento

Parte A. Primo periodo di osservazione della Luna

Gli alunni iniziano il primo periodo di osservazione, senza alcun suggerimento su cosa osservare e cosa registrare.

Si può consigliare la realizzazione di un DIARIO LUNARE personale e la produzione di una serie di disegni da realizzare giorno dopo giorno raffiguranti i “volti” della luna.

Quindi si può realizzare l’attività: “LA LUNA IN TASCA”.

Dopo alcuni giorni, si discute per far emergere quali sono le variabili da considerare per ottenere dei dati utili e confrontabili (orario del sorgere, differenza di forma, diverso orientamento della gibbosità,…).

Far notare che sono in un numero maggiore rispetto a quelle considerate per l'osservazione del Sole.

È utile far notare come, durante tutto il mese, la Luna sorge sempre in direzione Est e tramonta ad Ovest. Tuttavia ogni giorno sorge, culmina e tramonta con circa 50 minuti di ritardo. Inoltre il suo aspetto cambia: se le osservazioni cominciano in una notte di Luna piena, si osserva che la sua superficie illuminata diventa sempre più piccola una sera dopo l'altra, assumendo la forma di una falce sempre più stretta. Inoltre la Luna sorgerà e tramonterà sempre più tardi. Siamo nel cosiddetto periodo di luna calante. Dopo 14-15 giorni, la Luna diventerà quasi invisibile. Essa sorgerà al mattino circa insieme al Sole, verso Est, e tramonterà col Sole. In seguito, la parte illuminata ricomincerà a crescere, ma la falce sarà rivolta dalla parte opposta. Prima era rivolta verso Est, adesso sarà rivolta a Ovest. Questa è la fase di luna crescente. In questo periodo la Luna sorgerà al pomeriggio, sempre più tardi, ed infine al tramonto del Sole. Questo ciclo di 29 giorni è dovuto alle posizioni reciproche di Luna-Terra-Sole.

Parte B. Secondo periodo di osservazione della Luna e del Sole.

Nel secondo periodo di osservazione, durante le ore diurne, va misurata l’altezza della Luna sull’orizzonte, ad esempio con un sestante e, contemporaneamente quella del Sole utilizzando un sestante a cannuccia

Parte C. Terzo periodo di osservazione

Il terzo periodo di osservazione viene svolto come quello precedente. Confronto tra tutte le rilevazioni attraverso una discussione collettiva: deve emergere la periodicità delle fasi lunari in modo che, fissata una giornata, gli allievi riescano a determinare la fase e la posizione in cui la Luna sarà visibile in cielo. Si può svolgere l’attività “LA LUNA IN SCATOLA”

ATTIVITA’ : LA LUNA IN TASCA

Preparare una lunga striscia di carta alta 8 cm e disegnare tanti quadrati.

Piegare la striscia così ottenuta a fisarmonica, in questo modo la striscia può essere portata in tasca e ci si può disegnare la Luna così come la si osserva, giorno dopo giorno.

ATTIVITA':  LA LUNA IN SCATOLA

Materiale

Una scatola da scarpe  

Una torcia

Una sferetta di due cm di diametro, di plastica rigida e piena

Un chiodo

Procedimento

Disegnare quattro piccole circonferenze (circa 3 cm di diametro) sui lati della scatola.

Tagliare le circonferenze e lasciare il rimanente della scatola intera.

Colorare l’interno della scatola di nero.

Inserire il chiodo alla base della scatola, dall’interno verso l’esterno.

Infilare la sferetta sul chiodo. Chiudere la scatola.

La sferetta rappresenta la Luna.

Illuminate con la torcia da uno dei fori la sferetta. Osservate bene la parte

illuminata della sferetta ponendo l’occhio per osservare dai diversi fori.

La torcia rappresenta il Sole, la sferetta la Luna.

Come vedete la Luna?

Cosa potete dedurre?

 

E poi: vediamo tutti la Luna nello stesso modo (nella stessa fase, cioè), da vari punti della Terra?

Per rispondere a questa domanda, l'intera classe potrebbe partecipare al progetto World Moon Project...

Altra domanda interessante: come sarebbe il nostro pianeta senza la Luna?

http://www.scienceinschool.org/2013/issue26/moon/italian

Simulazione delle fasi lunari:

"digitale"....  http://astro.unl.edu/naap/lps/animations/lps.swf

e "analogica"....

ATTIVITA’: LE FASI DELLA LUNA (v. descrizione)

Qui è importante sottolineare i diversi punti di vista. Guardiamo il modello dall'esterno (dall'alto, in questo caso) e poi passiamo a chiederci come vedremmo ciascuna sferetta se fossimo al centro del modello, sulla sfera Terra.

Nel video: individuare bene il PUNTO DI VISTA

Foto Terra-Luna: conoscendo il diametro terrestre, calcolare la distanza Terra-Luna. Che ipotesi dobbiamo fare per utilizzare questa foto in questo modo? (cliccare sulla foto per ingrandirla)

Aspetti didattici. 1. Premesse

Aspetti didattici. 3. Costruire i propri strumenti