G.crovATTO-Fascino Delle Ombre

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Gianni Crovatto

IL FASCINO DELLE OMBRE

Orologio solare verticale

1 - Perch questo fascino In quest'epoca, dove l'elettronica fa da padrona, anacronistico usare un orologio solare per conoscere l'ora, ma strano come sia ancora affascinante osservare un'ombra che indica le ore segnate sul tracciato di un orologio solare. Forse il segreto di questo fascino sta nel percepire non solo l'ombra sul tracciato ma anche "il Sole nel Cielo", le stagioni, gli equinozi, i solstizi e, in certi orologi solari, anche l'orbita ellittica che percorre la Terra attorno al Sole. Un orologio tradizionale pur segnando anche i mesi, non ha questo fascino e tanto meno ci parla dell'orbita ellittica della Terra perch segna solo il tempo medio. Osservare l'ombra di uno gnomone su un tracciato come percepire nella sua globalit un ciclo planetario. I nostri antenati percepivano i vari momenti della giornata osservando il sole e penso che anche col cielo coperto fossero in grado di immaginare la sua posizione. Questa sensibilit "planetaria" pu rivivere anche oggi nell'uomo moderno; non a caso un filosofo austriaco, gi novant'anni or sono, consigliava di osservare il Sole e la Luna per poter intuire la loro posizione in caso di cielo coperto. Una variante a questo suo consiglio pu essere quella di osservare un orologio solare e cogliere il movimento della Terra non solo per quel giorno ma per tutto l'anno. Infatti un orologio solare completo indica, in un modo tutto particolare, il movimento del nostro pianeta per un anno intero. Si pu persino avere un'idea della posizione del sole durante alcune ore notturne. L'orologio solare ha perso la sua importanza con l'avvento degli orologi meccanici, ma nata anche la necessit di regolare questi ultimi, ovviamente riferendosi al mezzogiorno solare. E' per questo scopo che sono state costruite le grandi meridiane (in particolare nelle cattedrali). Quanto pi grande la meridiana, tanto pi preciso il riferimento del mezzogiorno. In seguito, con il perfezionamento del cannocchiale, la correzione veniva fatta tramite gli osservatori astronomici. Infatti anche i pi sofisticati orologi elettronici venivano "rifasati" una volta all'anno con misurazioni astronomiche. Oggi con l'avvento dell'orologio atomico non serve pi questa rifasatura annuale, ma le grandi meridiane, col loro fascino, vivono ancora nelle cattedrali: Firenze Costantinopoli Bologna Parigi Milano Catania Roma 1468 1437 1653 1743 1786 1830 1702 S. Maria del Fiore S. Sofia S. Petronio S. Sulpice Duomo Monast. Benedett. S. Maria degli Angeli 90 m* 50 m* 27 m* 26 m* 24 m* 22 m* 20 m*

* altezza foro gnomonico(descrizione a fine pagina)

Fig. 1 - La cattedrale di S. Maria del Fiore in Firenze ospita la pi grande meridiana del mondo. Il foro gnomonico posto a 90 metri di altezza, nella cupola del Brunelleschi. A causa della posizione molto elevata del foro questa meridiana funziona solo durante il periodo del solstizio estivo.

Agli albori della fotografia l'obiettivo era composto da una sola lente ancora alquanto inperfetta. Infatti quando si voleva ottenere una foto precisa si sostituiva la lente con una piastrina metallica avente al centro un piccolo foro detto "foro stenopeico" (il diametro era di 2 o 3 decimi di millimetro). L'inconveniente di questo sistema era il lungo tempo di posa che arrivava anche a un'ora e se si ingrandiva il foro, per far passare pi luce, la foto non risultava pi nitida. Le meridiane nelle cattedrali, sfruttando il principio suddetto, proiettano l'immagine del disco solare su una linea posta sul pavimento tramite un foro in una parete o in una cupola. Il disco solare appare un po' sfuocato ma ben visibile anche per merito della scarsa illuminazione delle cattedrali; si possono persino notare le macchie solari quando queste sono molto estese. La precisione di questo sistema dovuta alla ragguardevole distanza del "foro gnomonico" dal piano dove tracciata la linea detta "linea meridiana". Quando il disco solare centrato su questa linea il mezzogiorno vero del luogo.

2 - Meridiane e orologi solari I nostri antenati vivevano in simbiosi con la natura e percepivano i vari momenti del giorno istintivamente, senza il bisogno di riferimenti orari. Sentivano la magia del sorgere del Sole, del tramonto e anche del mezzogiorno, ma quest'ultimo meno scandito rispetto ai primi due momenti magici e forse per questo motivo nata la necessit di un segno che indichi quando il Sole culmina nel cielo. Perci ragionevole pensare che i primi orologi solari segnassero solo il mezzogiorno. Pi avanti si sentito la necessit di ulteriori riferimenti orari e cos nato il vero e proprio orologio solare. Bisogna qui accennare che, agli albori della cronometria, le esigenze erano cos diverse dalle attuali che si suddivideva il giorno con intervalli irregolari, oppure si faceva partire il conteggio delle ore in modi diversi. Questi sono i sistemi pi usati dall'uomo: temporario: suddivide in 12 ore il periodo che va dal sorgere del sole al tramontare, perci la durata delle ore varia continuamente col variare delle stagioni. Questa suddivisione viene anche chiamata planetaria, giudaica o canonica. babilonese: suddivide il giorno in 24 ore uguali a partire dal sorgere del Sole. italico: suddivide il giorno in 24 ore uguali a partire dal tramonto. civile o astronomico: suddivide il giorno in 24 ore uguali a partire dalla mezzanotte. Questo sistema detto anche "francese". Il termine "meridiana" indica quel tipo di orologio solare che segna solo il mezzogiorno, ovvero segnala quando il Sole sopra il meridiano locale (di questo parleremo pi avanti). Tuttavia la maggior parte delle persone si esprime cos: quella meridiana segna le 4 del pomeriggio. Forse il vocabolo "meridiana" pi misterioso o affascinante del vocabolo "orologio", ma pi corretto dire che quell'orologio solare segna le 4 del pomeriggio. La meridiana pi semplice, per le nostre latitudini, consiste in un segno rettilineo detto "linea meridiana", che va da Nord a Sud, tracciato su un piano orizzontale e un palo verticale, detto "gnomone o stilo", posto all'estremo Sud del segno stesso. Quando l'ombra del palo cade sul segno rettilineo, il Sole si trova al culmine ed il mezzogiorno solare vero. Se tracciamo ulteriori segni nel modo opportuno, trasformiamo questa meridiana in orologio solare come mostra la seguente figura:

Fig. 2 - Orologio solare orizzontale con gnomone verticale.

Seguendo questo metodo l'imperatore Augusto fece costruire un grande orologio solare che segnava le ore temporarie ponendo in Campo Marzio, come gnomone, l'obelisco del faraone Psammetico II (ora questo obelisco si trova in P.za Montecitorio). Nella fascia tropicale l'ombra di un palo verticale a mezzogiorno troppo corta per indicare bene una direzione e per due giorni all'anno inesistente. Perci, in queste zone, la meridiana pi semplice costituita da un muretto verticale o da una pietra squadrata orientati da Nord a Sud. Quando non si vede l'ombra ne a Est e nemmeno a Ovest del muretto il mezzogiorno locale. Questo tipo di meridiana pu essere trasformata in orologio solare, che segna le ore temporarie, tracciando opportunamente delle rette parallele al muretto. Questo metodo non adatto per segnare le attuali ore cosiddette civili e la difficolt di lettura aumenta man mano che ci si allontana dalla fascia tropicale. La seguente figura mostra un orologio solare che segna le ore temporarie:

Fig. 3 - Orologio orizzontale adatto per zone tropicali

Nell'antico Egitto si usava il sistema temporario perci questi tipi di orologi erano abbastanza diffusi e gi allora si usavano orologi portatili che, per semplicit, erano soltanto un mezzo orologio. Infatti, come mostra la seguente figura dovevano essere ruotati di 180 per leggere le ore del pomeriggio:

Fig. 4 - Orologio portatile in uso nell'antico Egitto

Ad Atene nel secondo secolo a.C. Andronico costru la "torre dei venti" con pianta ottagonale. Ogni facciata della torre indica la direzione di uno degli otto venti principali e la "rosa dei venti" ancora oggi in uso presso i marinai deriva da questa costruzione. Anche questa torre stata usata come orologio solare perch sono necessarie tre ore affinch il Sole illumini una nuova facciata; questo intervallo di tre ore esatte valido solo nei due giorni equinoziali. Successivamente fu inserito uno stilo e tracciate le relative rette orarie su ogni facciata. Fig. 4a Con l'orologio solare di fig. 2 (gnomone verticale), il mezzogiorno si legge bene perch tutto il tratto di ombra cade completamente sopra la linea delle ore 12, invece per le altre ore la lettura pi difficoltosa perch ci si deve riferire solo all'estremit dell'ombra che sempre sfumata. Nei piccoli orologi solari orizzontali, come quelli costruiti su tavoli da giardino o nei giardini stessi, per ovviare a questo inconveniente, si usa mettere uno gnomone non verticale ma parallelo all'asse terrestre che viene detto "gnomone polare". Cos facendo, a tutte le ore, l'ombra cadr completamente sopra le relative linee dette "rette orarie" come mostrano le seguenti figure:

Fig. 5 - Orologio orizzontale con gnomone parallelo all'asse terrestre detto anche "gnomone polare"

Fig. 6 - Orologio orizzontale da giardino con gnomone parallelo all'asse terrestre.

Vocabolario: sistemi: - temporario - babilonese - italico - civile parti di un orologio: - gnomone o stilo - gnomone polare - foro gnomonico linee: - linea meridiana - rette orarie

3 - Durata del giorno solare I nostri orologi, meccanici o elettronici, segnano il cosiddetto "tempo medio", ovvero dicono che ogni giorno ha una durata di 24 ore. Ma questa la media della durata dei giorni nell'arco di un anno. In realt il giorno solare, indicato dal "tempo vero", varia continuamente da un minimo di 23h 59m 38s (11 febbraio) a un massimo di 24h 0m 30s (3 novembre). La causa p