Un visore solare e altre proposte didattiche sul Sole

Con l’avvicinarsi dell’eclissi parziale di Sole del 25 ottobre 2022, e più in generale di una qualunque eclissi di Sole⁽¹⁾Un breve elenco delle prossime eclissi di Sole: 20 aprile 2023 – anulare – Asia, Australia; 14 ottobre 2023 – anulare – Nord e Sud America; 8 aprile 2024 – totale – Nord America; 2 ottobre 2024 – anulare – Sud America; 29 marzo 2025 – parziale – Africa, Europa; 12 agosto 2026 – totale – visibile dall’Italia solo parzialmente, si possono proporre attività per studenti e più in generale per il pubblico legate al Sole. Indubbiamente una delle più gettonate è quella della semplice osservazione dell’eclissi, ma non bisogna dimenticarsi della più semplice delle precauzioni: osservare il Sole con degli strumenti appositi. Il rischio, altrimenti, come ci ricorda Sandro Bardelli in un video tutorial per la costruzione di un visore solare, è quello di diventare ciechi, un po’ come avvenuto a Galileo Galilei.
I visori solari che ci propone Sandro Bardelli sono, a loro volta, una variazione sul visore solare che potete trovare su astroEDU. Anche in quel caso viene vivamente consigliato di non osservare il Sole direttamente:

A riprova di ciò viene anche consigliato di dare un’occhiata a un video realizzato dall’astronomo Stuart Lowe che ha messo un chicco d’uva di fronte all’oculare di un telescopio. Il video originale lo si può scaricare da qui.

Ci sono, però, altre attività che possono essere realizzate in classe per parlare del Sole, anche indipendentemente dalle eclissi, parziali o totali che siano, che avvengono in un anno. Sono particolarmente indicate per gli studenti delle scuole superiori, in particolare le prime due del terzetto che sto per presentarvi. Il motivo è semplice: permettono loro di comprendere anche solo le basi dell’attività di un ricercatore.
La prima di queste attività richiede l’osservazione delle macchie solari. Visto che questa, come le successive, è in inglese⁽²⁾Questa in particolare è, al momento in cui scrivo, solo parzialmente tradotta in italiano, cercherò qui di fornirvi gli elementi più immediati. Innanzitutto partiamo dagli obiettivi dell’attività:

• Riprodurre lo storico esperimento di Galileo Galilei con i dati attuali
• Proporre supposizioni relative alle macchie solari e alla loro natura
• Cercare evidenze in favore della tesi che il Sole ruota, provocando in questo modo l’apparente moto delle macchie sulla sua superficie

Alla fine gli studenti saranno in grado di giustificare la rotazione del Sole intorno al suo asse e definire il suo periodo di rotazione, e più in generale di un qualunque oggetto. Inoltre saranno in grado di formulare spiegazioni alternative ai fenomeni e a distinguere tra esse in base ai dati sperimentali.
L’attività può essere svolta in tre versioni (non si escludono a vicenda), una in cui si utilizzano le osservazioni delle macchie solari realizzate da Galilei stampate su carta; una seconda in cui si utilizzano i dati osservativi moderni raccolti sul Solar Monitor; e infine una terza versione in cui, con tutte le opportune precauzioni, si osserva il Sole al telescopio. In quet’ultimo caso potete fare riferimento alle due precedenti risorse qui presentate o a quanto scritto in proposito dall’American Astronomical Society: sintetizzando, il modo migliore è proiettare ciò che vede il telescopio su uno schermo.
Una volta raccolti i dati, inizia la fase di esame degli stessi e di discussione, guidata attraverso opportune domande. In particolare nella versione digitale, quella fa uso del Solar Monitor, è molto utile l’utilizzo del software SalsaJ, da utilizzarsi in un modo analogo a quanto spiegato in Misurare la velocità media di una cometa attraverso l’analisi di immagini astronomiche o ne La bellezza della fisica e le sue applicazioni nello spazio (quest’ultima è una video lezione pensata appositamente per gli insegnanti). L’alternativa è quella di utilizzare direttamente i video presenti sul sito, che sono stati realizzati proprio con SalsaJ, ma ovviamente sarebbe più utile e interessante utilizzare il software astronomico.

La seconda attività suggerita è in qualche modo analoga, ma propone un contenuto matematico molto più corposo e dettagliato. In questo caso l’obiettivo è misurare la rotazione del Sole. Le equazioni non sono particolarmente complesse, ma risulta interessante osservare come si cerchi di modellizzare anche tramite oggetti reali la nostra stella.
A questo c’è da ricordare che, come la seconda versione dell’attività precedente, si utilizzano anche in questo caso osservazioni reali del Sole, che in questo caso sono presenti tra gli allegati, e viene consigliato anche qui l’utilizzo di SalsaJ.

Un’ultima risorsa è sicuramente quella dedicata alle ombre prodotte dal Sole. Nel nostro archivio sono già presenti attività analoghe: mentre una è pensata per le scuole primarie, la seconda fa uso del mappamondo parallelo. Quella presente su astroEDU e che vi propongo in questa sede, invece, permette di sperimentare con un rudimentale gnomone e, tra gli altri, ha come obiettivi:

• Comprendere come cambia la lunghezza dell’ombra in relazione all’ora del giorno e alle differenti stagioni.
• Comprendere come il cambiamento nella quantità di luce solare permette di determinare la stagione e il periodo dell’anno.
• Comprendere come utilizzare il Sole per segnare lo scorrere del tempo, sia nel corso delle ore diurne, sia nel corso dell’anno.

Alla già ottima attività, si può integrare anche un esercizio matematico per le classi alte delle scuole superiori, con il quale far notare agli studenti una applicazione della trigonometria, in questo caso della tangente. Un esempio, che ho realizzato un po’ di tempo fa, è in questa applet geogebra (che potete anche scaricare), che può fungere sia da semplice metodo per osservare l’applicazione delle tangenti, sia come stimolo per riprodurre qualcosa di simile con il software geometrico.
Chiudo, infine, questa carrellata con l’ultimo video di Sandro Bardelli in cui ci spiega quante eclissi avvengono in un anno. E perché non di più.