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ESA - ATTERRARE SULLA LUNA

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LABORATORIO 2 - RISCALDAMENTO SUPERFICIE TERRESTRE

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LABORATORIO 2 - RISCALDAMENTO SUPERFICIE TERRESTRE

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RIVOLUZIONE DELLA TERRA E ALTERNANZA DELLE STAGIONI

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RIVOLUZIONE DELLA TERRA E ALTERNANZA DELLE STAGIONI

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LABORATORIO 1 - ALTERNANZA DEL DI' E DELLA NOTTE

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LABORATORIO 1 - ALTERNANZA DEL DI' E DELLA NOTTE

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ROTAZIONE DELLA TERRA E ALTERNANZA GIORNO E NOTTE

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ROTAZIONE DELLA TERRA E ALTERNANZA GIORNO E NOTTE

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ESPERIMENTO: LA NOTTE, IL DI' E LE STAGIONI

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ESPERIMENTO: LA NOTTE, IL DI' E LE STAGIONI

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guarda verso metà pagina per i modellini

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In questo post ti insegno un metodo che potrai suggerire anche ai tuoi alunni per capire meglio le fasi lunari.

Gobba a ponente, Luna crescente
Gobba a levante, Luna calante

Ti dice niente?
Ah, lo conoscevi già.
Purtroppo molto spesso non dice niente per davvero.

Per carità, intere generazioni hanno imparato a riconoscere la Luna con questa rima ma il livello di comprensione del fenomeno è davvero superficiale.
Inoltre ammetterai che è facile confondersi, scambiare le parole, pensare cosa si intende per gobba, sapere dov'è l'Est e l'Ovest etc.

Ancora più intricato è il metodo della Luna Bugiarda o Luna Mendax visto che pare essere stato inventato nell'antica Roma.

Funziona più o meno così:

se la Luna è a forma di C allora è Crescente

se è a forma di D è Decrescente (calante)

la Luna però è bugiarda e quindi le due affermazioni sono false.

Quindi D -> crescente, C -> calante

Non ci siamo.

Il vero problema non sta tanto nel ragionamento arzigogolato ma proprio nel fatto che qui astronomia proprio non ce n'è!

Il metodo che voglio spiegarti invece parte proprio dalle basi cioè dall 'osservazione del cielo.

Non sarà necessariamente più facile dei metodi mnemonici citati sopra. Richiederà un po' di tempo e un po' di impegno ma una volta capito vedrai la Luna con una prospettiva nuova!

Spero di non averti spaventato troppo Iniziamo!

In cosa consiste:

Osserva la Luna

ogni giorno

alla stessa ora

dallo stesso luogo.

Quello che stai osservando è proprio il moto di rivoluzione della Luna attorno alla Terra.

Non è solo una cosa scritta sui libri,

lo puoi

Senza strumenti particolari o calcoli strani:

vedi nettamente la Luna girare attorno alla Terra,

puoi seguirne quasi tutto il percorso,

ti accorgerai che tornerà circa nel punto di partenza dopo 27 giorni.

Sai perchè molti fenomeni astronomici non li comprendiamo bene?

Perchè non li abbiamo mai osservati dal vivo.

Questo è l'esperimento fondamentale per capire le fasi lunari.

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Sotto i 10 anni è difficile avere una visione tridimensionale e spaziale dei tre corpi celesti coinvolti. Ti sconsiglio quindi di affrontare questi esperimenti in maniera completa con classi più piccole della Quinta Elementare.

Insegni a bambini più piccoli di 10 anni?

Esiste un esperimento anche per loro! E da qui possono iniziare anche tutti gli altri.

Prima osservazione: la Luna si può vedere anche in pieno giorno.

Cerca sul calendario quando la Luna è all'ultimo quarto cioè con questo simbolo ☾ . In quei giorni la Luna è visibile in cielo al mattino. Esci con la classe all'aperto per cercarla!

E' una osservazione molto importante anche per i bambini delle prime classi della Scuola Primaria. Infatti si è portati a collegare la presenza della Luna con la notte ed è importante verificare in prima persona che non sempre è così.

Seconda osservazione: la Luna alcune sere non si vede proprio.

La stessa sera della prima osservazione invitali ad osservare il cielo dopo il tramonto e prima di andare a dormire invitandoli a cercare la Luna. Non la troveranno perchè sarà tramontata già da molte ore.

Questa seconda osservazione ha lo scopo di mostrare che la Luna NON compare (sorge) quando tramonta il Sole e anzi, capita spesso che la Luna di notte non si veda.

Purtoppo è diffusissima la credenza che la Luna e il Sole si alternino con il buio e la luce.

Dopo queste due importanti osservazioni, con i più grandi si può preseguire l'esperienza. Fai così.

In un giorno qualsiasi, una volta individuata la Luna, il passo successivo è quello di memorizzare 3 cose:

l'ora esatta in cui ci sta osservando.

la posizione precisa della Luna da quel punto di osservazione.

quanta parte di Luna risulta illuminata.

Suggerimento: aspetta un momento in cui la Luna è bassa sul'orizzonte. Sarà più facile.

Il passo seguente è semplice. Osserva la Luna il giorno successivo alla stessa ora e memorizza:

la posizione della Luna

quanta parte di Luna risulta illuminata

Ripeti la stessa cosa per i giorni successivi per almeno una settimana. Se qualche giorno dovesse essere nuvoloso o hai un impegno non è un grosso problema, l'importante è riprovare i giorni successivi alla stessa ora. Anzi, per monitorare la porzione di Luna illuminata può essere più semplice osservarla a distanza di 2-3 giorni piuttosto che uno solo.

I modellini

Adesso che hai una idea reale di come cambia la Luna con il passare dei giorni, l'utilizzo di modelli può essere molto di aiuto. Online si trovano molti esperimenti da fare con i modellini Terra - Luna - Sole ma ecco una versione particolarmente adatta per collegarla con la parte osservativa vista sopra

prendi una sfera e infilzala con uno spiedo

aspetta una giornata serena in cui siano visibili sia il Sole che la Luna

allinea la sfera con la Luna assicurandoti che sia illuminata dal Sole

Magicamente la sfera dal tuo punto di vista ti apparirà illuminata esattamente come la Luna

Il motivo è che i tuoi occhi hanno esattamente lo stesso punto di vista della Terra.

Nel modellino quindi:

Ora, avendo visto che la Luna si sposta in cielo da destra verso sinistra, prova anche tu a spostarla lentamente nella stessa direzione mantenendo il braccio disteso. Il tutto facendo attenzione a non farle ombra con il tuo corpo perchè questa volta non parliamo di eclissi

Come vedi, facendo così la sfera sta ruotando in senso antiorario attorno alla tua testa, che è proprio il verso di rivoluzione della Luna.

Mantendendo sempre il braccio disteso, non resta che fare una rivoluzione completa partendo dalla sfera nella stessa direzione del Sole.

Luna Nuova: il Sole illumina la metà di Luna non visibile da Terra. Girati di 90° verso sinistra.

Primo Quarto: il Sole illumina il lato destro della Luna. Luna Piena. Girati di 90° verso sinistra..

Luna Piena: il Sole illumina interamente la metà di Luna visibile da Terra. Girati di 90° verso sinistra.

Ultimo Quarto: il Sole illumina il lato sinistro della Luna.

Bonus finale

Manca ancora l'ultimo pezzo del puzzle.

Se si vede la Luna:

al pomeriggio e nella prima parte della notte è al Primo Quarto (o in generale Luna Crescente)

tutta la notte è Luna Piena

nella seconda parte della notte e al mattino è all'Ultimo Quarto (o in generale Luna Calante)

Perchè? prova a pensare agli ultimi esperimenti appena fatti:

la Luna si può vedere a sinistra del Sole quando è crescente

la Luna si può vedere a destra del Sole quando è calante

La Luna Calante quindi precede il Sole nel suo moto apparente in cielo sorgendo prima e tramontando prima. Viceversa la Luna Crescente segue il Sole nel suo tragitto in cielo sorgendo dopo e tramontando dopo.

Quando la Luna è piena si trova al massimo grado di separazione dal Sole e quindi sorge circa quando il Sole tramonta e viceversa.

Se ti senti con la testa un po' confusa non preoccuparti. Non è banale tutto ciò. Va rivisto con calma.

La cosa più importante è stata farti osservare il moto della Luna di giorno in giorno con i tuoi stessi occhi.

Esperienza che abbiamo sopra le nostre teste quotidianamente ma che non siamo mai portati a fare.

Se prenoti il labortorio LUNA per la tua classe verranno affrontati questi e molti altri argomenti che riguardano il nostro satellite. Clicca qui per saperne di più.

Questo articolo mi ha richiesto un discreto impegno e prima di uscire da questa pagina ti chiedo un favore per me.

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Il miglior esperimento per insegnare le fasi lunari

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In questo post ti insegno un metodo che potrai suggerire anche ai tuoi alunni per capire meglio le fasi lunari. Gobba a ponente, Luna crescente Gobba a levante, Luna calante Ti dice niente? Ah, lo conoscevi già. Purtroppo molto spesso non dice niente per davvero.

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During an eclipse, the Sun or the Moon seems to disappear. What is happening? Why not explore this fascinating phenomenon in the classroom, with an easy to build model?

The delicately structured
glow of the solar corona, as
seen during the total eclipse
of the Sun on 7 March 1970.
The corona is visible to the
naked eye only during an
eclipse.
Image courtesy of NSO /
AURA / NSF

Solar and lunar eclipses are astronomical phenomena that have been shrouded in myth and legend throughout history. The ancient Chinese, for example, believed that solar eclipses occurred when a celestial dragon devoured the Sun. The Chinese word for an eclipse, 'chih', even means 'to eat'.

Because eclipses are frequent and can be observed without a telescope, they are an excellent topic for introducing astronomy at school. This article describes a simple activity to help students aged 6-14 to understand eclipses, our Solar System and the motion of Earth and the Moon within it. The students begin by building and using their own model of the Sun, Moon and Earth. To consolidate and expand on what they have learned, the UNAWE projectw1 - an astronomy programme that fosters universe awareness - then enables the students to work with other schoolchildren around the globe. What time of day is it for them? What season? What can they see in the sky at a particular moment?

Lunar eclipses

Although the Moon appears brightly in the night sky, it does not in fact shine but simply reflects the light from the Sun. The shape of the Moon that you see depends on both where you are on Earth and where the Moon is in its orbit around Earth. Every month the Moon completes a cycle, starting as a complete circle (at full moon), shrinking to become almost invisible (at new moon), then swelling to a full circle again; these stages are called the phases of the Moon (figure 1). To learn more, see Mitchell et al., 2008.

Figure 1: The phases of the Moon. The circles represent the orbits of Earth around the Sun and the Moon around Earth. The shaded areas represent darkness: at any one time, one-half of Earth and one-half of the Moon are illuminated by the Sun.
A: At this stage of the Moon's orbit around Earth, if it is night-time for you on Earth, you can see only half of the illuminated (day) side of the Moon. Thus the Moon appears as a semi-circle
B: At this stage of the Moon's orbit around Earth, if it is night-time for you on Earth, you can see the whole of the illuminated (day) side of the Moon. Thus the Moon appears as a complete circle (full moon).
Images courtesy of Marissa Rosenberg (diagrams) and NASA (Moon images)

Usually, when the Moon is on the far side of Earth from the Sun (figure 1B), the three bodies do not lie in a straight line; instead, the Moon is slightly above Earth and is still illuminated, so we see a full moon. Occasionally, however, Earth passes directly between the Sun and Moon, and the Moon is completely in the Earth's shadow - we call this a lunar eclipse. You can see it with the naked eye, as the Moon enters the Earth's shadow (the umbra) and travels across it, taking on a beautiful dim red gloww2. As the Moon crosses in or out of the umbra, you can even see the curve of Earth partially shadowing the Moon. This partial shadow is called the penumbra.

Successive pictures (bottom right to top left) of the Moon as it slowly crosses into the shadow of Earth.
Image courtesy of Dylan O'Donnell / deography.com

Solar eclipses

The 'diamond ring' effect
occurs when only a tiny
sliver of the Sun is visible
around the Moon during a
total solar eclipse.
Image courtesy of Bill
Livingston, NSO / AURA / NSF

Unlike lunar eclipses, solar eclipses are very rare. Most people will never see one because solar eclipses are only visible from relatively small areas of Earth at any one time. Solar and lunar eclipses have somewhat different causes: during a solar eclipse, we are in shadow. When the Moon passes exactly in front of the Sun, it casts a shadow on Earth. Because the apparent size of the Moon is so much less than that of the Sun, this shadow will only be seen in a small area of Earth.

To understand this, hold your thumb in front of the Sun so that it is completely covered. Your eyes are in the shadow of your thumb, but it does not affect the person standing next to you, as they are not in the same shadow. They see the Sun as normal. Once the Moon moves directly between Earth and the Sunw3, the sky takes on a spooky twilight, which causes animals to become confused. The air cools and, during a total eclipse, the Moon appears as a black disk in the sky surrounded by a crown of fire. That fire is actually the Sun behind the Moon; as the Moon passes, the full burning light of the Sun returns.

Eclipses in the classroom

Building the Sun-Earth-Moon system described below will allow your class to discover how and why eclipses happen. They will be able to understand exactly what they are seeing if ever they see a real eclipse. Building the model, which is not to scale, takes about 45 minutes.

Step 3: making the base to
support Earth.
Image courtesy of Marissa
Rosenberg

Materials

For each model, you will need:

Adhesive tape

Glue

Two cardboard tubes (e.g. empty toilet rolls)

Torch

Scissors (suitable for cutting cardboard)

Aluminium foil

Sturdy but bendable wire (35-50 cm long)

Styrofoam ball the size of a large orange

Step 5: Placing Earth on its
base.
Image courtesy of Marissa
Rosenberg

Ping pong ball (or a Styrofoam ball of a similar size)

Large strip of cardboard (about 60 cm in length and no less than 20 cm in width)

Stack of books or magazines

Method

1. Divide the class into groups of three or four. Give each group their own materials to make the model.

2. Take one cardboard tube and make a series of small (2 cm) even, vertical cuts around the circumference of each end.

3. At each end, bend the cut pieces out, then stand the tube upright. At the top, the cut edges should fan out like a flower (see image).

4. Using adhesive tape, fasten one end of the cardboard tube to the strip of cardboard; this is the base of the model. The tube should be at least 30 cm from one end of the cardboard strip.

5. Using tape or glue, attach the larger ball to the open flower of the tube. This ball is the Earth.

6. Step 10: Bending the wire so
that the equators of the
Moon and Earth are at the
same height. Click on image
to enlarge.
Image courtesy of Marissa
Rosenberg

Cover the smaller ball with aluminium foil, shiny side out. This is the Moon.

7. Insert one end of the wire into the top of Earth, so that the wire is vertical.

8. Measure a finger's length along the wire. Bend the wire at a right angle to give a horizontal arm.

9. Insert the other end of the wire into the Moon.

10. About halfway between Earth and the far end of the cardboard strip, measure a finger's length along the wire and bend it downwards at a right angle, toward the cardboard base. The Moon's equator should be at the same height as Earth's equator.

11. Balance the torch on a stack of books or magazines at the other end of the cardboard strip from Earth. Make sure the height is correct: the middle of the torch beam should hit Earth's equator. If the beam is too diffuse, attach the second cardboard tube to the end of the torch to direct the light horizontally. Ensure the beam hits the nearest half of Earth and the Moon directly. If the beam is not bright enough, move the stack of books closer.

Step 11: Adjusting the Moon
and Sun so that the light
from the Sun hits Earth's
equator and the Moon can
directly block the Sun's rays
from reaching Earth.
Image courtesy of Marissa
Rosenberg

Using the model

Duration: 30-45 minutes.

Creating a solar eclipse.
Click on image to enlarge.
Image courtesy of Marissa
Rosenberg

Ask your students if they have ever seen an eclipse. Was it a solar or a lunar eclipsew4? Explain that solar eclipses are much rarer but today they will be lucky enough to see both.

1. Create a solar eclipse. Stand facing the torch and swing the wire around until the Moon casts a shadow on Earth; if necessary, dim the lights. The Moon is now between Earth and the Sun and is blocking the sunshine for some people on Earth. Point out that only people directly in the shadow see a complete eclipse of the Sun. You can show how the shadow moves by slowly rotating the wire.

2. Now create a lunar eclipse. Stand facing the torch and swing the wire so that the Moon is behind Earth. No light should be hitting the Moon: Earth is between the Sun and the Moon, casting a shadow over the entire Moon. Explain that unlike during the solar eclipse, the entire 'night side' of Earth can see the lunar eclipse.

International collaboration

Creating a lunar eclipse.
Click on image to enlarge.
Image courtesy of Marissa
Rosenberg

Collaborating with other schools worldwide can help your students to understand the subject even better.

1. Contact UNAWEw1 to facilitate a Skype session with a school class in another part of the world. UNAWE will strive to connect schools that speak the same language.

2. Put the students in your class in pairs; they will speak to a pair of students from the partner class.

3. Ask each pair of students to make a list of five relevant questions to ask their international partners. The first two questions could be:
Ages 6-10:

What does the sky look like to you right now? What time is it?

Do you know any stories or legends about why eclipses happen?

Ages 10-14:

Are there any superstitions in your culture about eclipses?

If there was a lunar eclipse, could we both see it at the same time? What about a solar eclipse? [The answers will depend on the location of the two countries involved.]

4. During the Skype session, the pairs of students can take turns to ask each other their questions and record the answers.

5. After the Skype session, your students can present their international partners and their answers to the rest of the class.

Discussion

Three-quarter solar eclipse
observed at the Kitt Peak
Vacuum Telescope on 10
June 2002.
Image courtesy of Bill
Livingston, NSO / AURA / NSF

Ages 6-10:

During a lunar eclipse:

Which bright object is in shadow? Which object is casting the shadow?

Does everyone in the world see it? Who can't see a lunar eclipse?

During a solar eclipse:

Which bright object is covered up? Which object is blocking the sunlight?

Does everyone in the world see it? Who can't see a solar eclipse?

Draw a picture showing the positions of the Moon, Earth and Sun during a lunar and a solar eclipse. (Use the model to help.)

Do you see lunar eclipses at night or during the day? What about solar eclipses?

Why are solar eclipses so much rarer than lunar eclipses?

Ages 10-14:

During a solar eclipse, what would you see if you stood on the Moon and looked at Earth?

What is the phase of the moon during a solar eclipse? And during a lunar eclipse?

Why don't we see a lunar eclipse during every full moon?

Do other planets have eclipses?

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During an eclipse, the Sun or the Moon seems to disappear. What is happening? Why not explore this fascinating phenomenon in the classroom, with an easy to build model? Solar and lunar eclipses are astronomical phenomena that have been shrouded in myth and legend throughout history.