(Attribuito a un componimento di un alunno di scuola elementare.)
Mentre il Sole sorge, raggiunge il punto più alto del suo percorso in cielo (a mezzogiorno, verso sud, nell'emisfero settentrionale), e poi tramonta, l'ombra ruota attorno al bastone in verso orario, e la sua posizione può essere usata per segnare il tempo. In effetti, l'espressione "verso orario", cioè il verso con cui ruotano le lancette di un orologio, deve il suo nome a questa ragione. Una meridiana con un puntatore verticale ("gnomone") segnerà correttamente il mezzogiorno, quando la sua ombra punta verso nord. Tuttavia la direzione dell'ombra negli altri momenti della giornata dipende dalla stagione--il suo valore d'estate, quando il percorso del Sole è alto nel cielo, può differire da quello d'inverno, quando il Sole è basso sull'orizzonte.
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Una tale meridiana, tuttavia, funzionerà bene a tutte le ore se il puntatore è inclinato ed è puntato verso il polo della sfera celeste (fare clic qui per una spiegazione--ma, attenzione, è un argomento piuttosto complicato!). L'angolo tra il puntatore e la base è quindi uguale alla latitudine geografica dell'utilizzatore.
Una meridiana di cartoneMeridiane ornamentali si trovano spesso nei parchi e nei giardini, con il puntatore allargato a forma di pinna triangolare, che deve essere puntato verso nord. Una meridiana di questo tipo può essere costruita con un pezzo di cartoncino: fare clic qui per vedere un progetto di massima, valido per una latitudine di 38 gradi a nord dell'equatore, oppure qui per il progetto corrispondente, valido per l'emisfero australe. Entrambi i disegni possono essere stampati e poi fotocopiati su un foglio di cartone o di cartoncino [Potrebbe essere utile usare l'opzione del menù per ridurre la dimensione al 90% prima della stampa-- ma occorre ricordarsi di riportare poi la dimensione al 100%!]. Il progetto è stato fatto per una latitudine di 38 gradi, ma funziona abbastanza bene per tutta l'Italia centro-meridionale.
Istruzioni:
Se si desidera una meridiana di materiale più durevole, occorre disegnare le linee corrispondenti alle ore della mattina con gli angoli rispetto alla pinna (espressi in gradi) riportati qui sotto. Queste linee sono calcolate per una latitudine di 38 gradi; se la vostra latitudine è molto differente, consultate la nota alla fine.
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6 -- 90° | 9 -- 31.6° |
7 -- 66.5° | 10 -- 19.6° |
8 -- 46.8° | 11 -- 9.4° |
PrecisioneLa meridiana andrà ovviamente un'ora indietro durante il periodo dell'ora legale, quando gli orologi sono messi artificialmente un'ora avanti.Inoltre, l'ora dell'orologio (detta anche "ora standard") differirà dall'ora indicata dalla meridiana, poiché generalmente è tenuta costante all'interno di un "fuso orario"; ogni fuso orario differisce da quello contiguo di un'ora intera (un po' di più in Cina e in Alaska). Nella zona di ciascun fuso orario, l'ora della meridiana va d'accordo con l'ora dell'orologio soltanto ad una certa longitudine geografica: negli altri punti occorre apportare una correzione, proporzionale alla differenza di longitudine rispetto alla località in cui la meridiana segna l'ora giusta.
Nota sulla LatitudineGli angoli riportati qui sopra sono riferiti a una latitudine di 38 gradi. Se la vostra latitudine è L, √ indica la "radice quadrata di" e K (=cotg2L) è
allora l'angolo tra la pinna e la linea corrispondente all'ora N+6 (N che va da 0 a 6) soddisfa la relazione dove 15N (=15 moltiplicato N) è un angolo in gradi, che va da 0 a 90, e, ovviamente, gli angoli del pomeriggio sono speculari rispetto a quelli della mattina. Se la vostra calcolatrice ha un tasto (sin-1), digitando (sinA) e poi premendo quel tasto, verrà visualizzato l'angolo A. Per una spiegazione delle funzioni trigonometriche, si può consultare la sezione dedicata a un ripasso di matematica. E non dimenticate di aggiustare anche l'angolo della vostra pinna al valore L!
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E a proposito...La meridiana descritta qui, quella con lo gnomone puntato in direzione del polo celeste, è un'invenzione relativamente recente, probabilmente degli ultimi 1000 anni. Le meridiane erano usate già molto tempo prima, spesso con le ore disuguali nei vari momenti della giornata. La Bibbia--2º Libro dei Re, capitolo 20, versetti 9-11 (anche Isaia, cap. 38, ver.8)--parla di una meridiana "accidentale", in cui il numero di gradini coperti dall'ombra del Sole su una scala era usata per misurare il trascorrere del tempo. In quel racconto, l'ombra miracolosamente tornò indietro di dieci gradini sulla scala fatta costruire dal Re Acaz.
Ulteriori approfondimentiIl "Sundial Bridge" (Il Ponte della Meridiana), col suo progetto originale che lo rende la più grande meridiana del mondo, è stato inaugurato il 4 Luglio 2004 nel Turtle Bay Park a Redding, in California, alle pendici del Monte Shasta. Progettato dall'innovativo architetto spagnolo Santiago Calatrava, assomiglia al suo impressionante Ponte 1992 costruito a Siviglia, in Spagna. E' un ponte pedonale, che congiunge due parti del "Turtle Bay Park", e funziona anche come meridiana, facendo uso di un insieme di placche disposte su un piazzale semicircolare.Può essere interessante sapere che esiste una "North American Sundial Society" (NASS), con il suo sito Web all'indirizzo http://sundials.org. Dalla pagina principale, il visitatore può fare clic su "About NASS", e accedere a molte altre opzioni offerte dal sito. Qualora poi foste incuriositi dai personaggi disegnati in fondo alla pagina "About NASS", si tratta dei toves, le fantasiose invenzioni di Lewis Carrol nella sua poesia Jabberwocky. Per sapere che cosa sono i toves, si può vedere la spiegazione di Humpty Dumpty, raggiungibile anche facendo clic sull'icona del Sole che ammicca al principio della pagina principale del NASS. Si fa riferimento al 6º capitolo di Through the Looking Glass di Lewis Carrol. La British Sundial Society ha anche la sua pagina delle meridiane. E' stata anche inclusa una meridiana nella missione del "Mars lander" ed è mostrata nella "Astronomy Picture of the Day" il 28 Aprile 1999. Ha un grosso gnomone in posizione verticale, per cui la sua lettura richiede alcune correzioni supplementari. Per chi fosse seriamente interessato agli aspetti storici (e avesse accesso a una buona biblioteca): "The Material Culture of Astronomy in Daily Life: Sundials, Science and Social Change" di Sara Schechner (History of Sci. Dept., Harvard) Journal for the History of Astronomy Vol. 32, parte 3, Agosto 2001, p. 189-222, con molte illustrazioni. Dal catalogo 2000 dell'editore Willman-Bell a Richmond, Virginia (www.willbell.com):
Sundials: History, Theory and Practice di Rohr, 230 pp, $12.95. Sundials: Their Theory and Construction di Waugh, 19 cap., $8.95 Domande poste dagli utenti: Che cos'è l'Analemma? |
Il prossimo argomento: #3 Le stagioni dell'anno
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Autore e Curatore: Dr. David P. Stern
Ci si può rivolgere al Dr. Stern per posta elettronica (in inglese,
per favore!):
stargaze("chiocciola")phy6.org
Traduzione in lingua italiana di Giuliano Pinto
Aggiornato al 15 Marzo 2005