GNOMONICA
I termini: meridiana ed orologio solare sono diventati sinonimi ma, a voler essere precisi, fra i due significati esiste una precisa differenza. La meridiana è un orologio solare su cui è segnata una sola linea oraria: quella del mezzogiorno, spesso sotto forma di curva ad otto se si vuole indicare il tempo medio. Invece gli orologi solari indicano tutte le ore a secondo dell’esposizione della parete. E’ evidente che tutti gli orologi solari che indicano anche il mezzogiorno sono meridiane. La scienza che si occupa di orologi solari è detta “gnomonica”. Gnomone è la parte dell’orologio che proietta l’ombra. Bisogna dire che esistono altri due termini che indicano questi strumenti: quadrante solare o sciotere che è l’antico termine con cui si indicavano gli orologi solari.
L'ORA E LA DATA
La meridiana del Liceo Scietifico-Classico ci dice che erano quasi le ore nove del 22 giugno quando è stata scattata la foto. Questo perché si può osservare che l’ombra dello gnomone si posa quasi sulla retta nera delle 9 (ora estiva quindi le 10) e tocca la linea rossa del segno zodiacale del Cancro che indica l’inizio dell’estate: 22 giugno. Sono anche segnate le linee rosse dei segni zodiacali: Bilancia (23 settembre), Ariete (21 marzo) e Capricorno (22 dicembre). Se la data fosse stata diversa l’ombra avrebbe potuto essere sempre vicina alle 9 ma più in alto, a secondo della data.
DECLINAZIONE PARETE
Volendo costruire una meridiana verticale il primo elemento che occorre prendere in esame è la declinazione della parete sulla quale dovrà essere posizionata. Si tratta dell'angolo che la traccia orizzontale della parete forma con la traccia della direzione Est-Ovest. Quindi se una meridiana è stata realizzata per una parete non può essere spostata in un’altra.
COME FUNZIONA
Per capire come funziona un orologio solare bisogna considerare che la Terra gira attorno al proprio asse compiendo un giro completo in 24 ore. Poiché un giro completo è costituito da una rotazione di 360° significa che la terra ruota di 15° ogni ora che è il risultato di 360 diviso 24. Quindi se prepariamo una tavola con un chiodo fissato perpendicolarmente alla superficie e la disponiamo parallelamente all’equatore vedremo l’ombra del chiodo girare di un angolo di 15° ogni ora. L’ombra può essere generata dal Sole ma anche dalla Luna
TEMPO VERO E TEMPO MEDIO
In molti orologi solari è precisato "Tempo vero" questo perché l'orologio solare non segna lo stesso tempo degli orologi che portiamo al polso che invece segnano il “Tempo medio”. Le differenze sono minime solo in alcuni giorni di febbraio e novembre superano i 10 minuti. Queste differenze se addizionate nel giro di un anno, essendo a volte in più ed altre in meno, si annullano. Questa, che sembra una anomalia, dipende dal fatto che mentre gli orologi si muovono di moto circolare uniforme la Terra percorre un'ellisse girando attorno al Sole ed accelera l'andamento nelle sue vicinanze. Resta da chiedersi quale dei due tempi sia quello giusto....
OROLOGI SOLARI D'ALTEZZA
Prendono il nome di “orologi solari d’altezza” quegli strumenti, genericamente portatili, costruiti in modo da determinare l’ora a secondo dell’angolo che un raggio di Sole forma durante la giornata con il piano dell’orizzonte.
Il crepuscolo
Le durate del dì sono riferite agli istanti del sorgere e del tramonto apparenti del Sole. Prima e dopo tali eventi, per effetto della rifrazione atmosferica che dà luogo al fenomeno dei crepuscoli, si gode di una parziale luminosità diffusa che smorza il passaggio dal giorno alla notte concedendoci ancora alcuni minuti di chiarore.
Questo bonus è concesso alla Terra per la presenza dell’atmosfera: ad esempio sulla Luna, poiché non esiste atmosfera, il passaggio dal giorno alla notte scura è immediato e brusco.
Però la durata del crepuscolo varia con le stagioni e con la latitudine geografica: a latitudini elevate corrispondono crepuscoli più lunghi, ed inoltre negli equinozi il crepuscolo ha una durata minore, solamente all'equatore la durata dei crepuscoli è costante. Esistono, poi, vari modi di definire il crepuscolo.
Per crepuscolo civile si intende il lasso di tempo che intercorre tra il tramonto del Sole e il momento in cui esso raggiunge l'altezza di -6° sotto l'orizzonte. In questo intervallo è possibile distinguere chiaramente gli oggetti circostanti e condurre attività all'aperto senza utilizzare illuminazione supplementare. Durante il crepuscolo civile in cielo sono visibili solo alcune stelle e pianeti particolarmente luminosi. L'inizio (il mattino) o il termine (la sera) del crepuscolo civile indicano idealmente il momento in cui è necessario rispettivamente spegnere o accendere fonti di illuminazione artificiale per condurre attività all'aperto.
Il crepuscolo nautico rappresenta l'intervallo di tempo che il Sole impiega a transitare da -6° a -12° sotto l'orizzonte. L'importanza di tale convenzione risiede nel fatto che in questo lasso di tempo si distinguono contemporaneamente la linea dell'orizzonte e le stelle principali. In tali condizioni, utilizzando strumenti di misura nautici, come il sestante, è possibile stabilire la propria collocazione geografica.
Il crepuscolo astronomico individua l'intervallo di tempo tra il tramonto e il momento in cui il Sole raggiunge i -18° sotto l'orizzonte. Quando il Sole si trova al di sotto di questo intervallo non dà più sostanziali contributi all'illuminazione del cielo ed è idealmente possibile distinguere ad occhio nudo tutte le stelle fino alla sesta magnitudine: è notte.
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