Presentazione progetto LIM Giriamo nello spazio...inseguiti dal tempo La genialità delluomo si...
-
Upload
angioletto-carlini -
Category
Documents
-
view
219 -
download
0
Transcript of Presentazione progetto LIM Giriamo nello spazio...inseguiti dal tempo La genialità delluomo si...
Presentazione progetto LIM
“Giriamo nello spazio...inseguiti dal tempo”
La genialità dell’uomo si manifestò quando, nella notte dei tempi, egli percepì di essere, di vivere, di pensare, di muoversi in uno
spazio, di essere inevitabilmente assoggetto al tempo. Fu così che la curiosità di sapere, di conoscere, di esplorare il mistero della
sua esistenza, lo indussero a cercare, oltre al modo di sopravvivere, quello di scoprire il perché, l’essenza stessa della vita e divenne, senza nemmeno accorgersi, filosofo, astronomo,
geografo, poeta, storico, scienziato, matematico e tramandò il suo sapere di generazione in generazione fino a raggiungere, non alla certezza, che nemmeno l’uomo moderno possiede, ma al bisogno
irrefrenabile della verità. I nostri ragazzi, come gli uomini dei primordi, hanno questa necessità: scoprire l’esistente, indagare su nuovi campi di
conoscenza, ricercare quelle verità umane e scientifiche che ancora restano misteriosamente inesplorate e racchiuse
nello spazio e nel tempo.
Anno scolastico 2009/2010
Istituto di primo grado “Galileo Galilei”Progetto LIM
Som
mari
o•Dove siamo
•La sfera celeste
•Orientarsi
•Orientiamoci con il Sole
•Orientiamoci con la Stella Polare
•Orientiamoci con la Luna
•Orientiamoci con la bussola
•Orientiamoci con i Punti Cardinali
•Orientiamoci con la Rosa dei Venti
•… a proposito di vento
•Orientiamoci con la carta geografica
•Orientiamoci con le coordinate geografiche
•L’antica concezione dello spazio e del tempo
•Un po’ di Storia del Tempo
•Il Tempo regolato dal ciclo delle stagioni
•Tempo ciclico, Tempo lineare
•Il calendario giuliano
•Il calendario gregoriano
•Il campione del Tempo
•L’anno tropico
•Dal quadrante solare … all’orologio atomico
•Un aforisma sul tempo …
LA SFERA CELESTE C’ è una corrispondenza tra la terra e il
cielo che è sempre attuale . Conoscerla
e capirla giova all’uomo perché l’aspetto
del cielo che ci sovrasta ci dice dove
siamo sulla terra. “La geografia fisica” ci
insegna la morfologia della superficie
terrestre: oceani, mari, continenti,
montagne, fiumi, laghi ecc..
La “geografia politica” insegna come è
ripartita la sovranità su questa
superficie, l’astronomia ci insegna la
morfologia di una grande sfera che
sembra girarci intorno: come si
chiamano e dove si trovano le stelle più
importanti, ci insegna a riconoscere i
pianeti e i loro movimenti rispetto alle
stelle, come pure il ”moto” del sole,
della luna e ad utilizzare la ciclicità di
questi moti per misurare il tempo e per
orientarci nello spazio.
Orientarsi nello spazio geografico risponde alla
necessità di conoscere al di là di quanto vediamo,
proviene dall'esigenza di muoversi,
di spostarsi,
di raggiungere una meta.
Quando essa è visibile è infatti facile scegliere la direzione per
raggiungerla, percependo in maniera naturale la reciproca posizione
tra il punto di partenza e quello di arrivo.
Ben diverso è l'atteggiamento quando la destinazione è fuori della
vista, perché occorre sapere in quale posizione relativa esso sia
rispetto al punto in cui ci si trova inizialmente, a patto inoltre di
conoscerlo, per poter scegliere in quale direzione avviarsi
ed infine stabilire quale tragitto percorrere.
Orientiamoci con il sole
Il sole è un astro che nel cielo è in
movimento,
non ha una posizione fissa.
In base alla nostra esperienza, però,
sappiamo che all'alba e al tramonto il moto
del sole
interseca la linea dell'orizzonte,
individuando rispettivamente su di essa
due punti teoricamente fissi
EST OVEST
Orientiamoci con la Stella Polare
L'orientamento con il sole diventa ovviamente
impossibile dopo il tramonto.
Ma anche di notte, in assenza di strumenti,
il cielo ci può ancora aiutare.
E' importante ricordare che il tramonto e l'alba
sono separate dal buio della notte da due fasi, dette crepuscolo,
la cui luminosità è sufficiente per impedire
l'osservazione delle stelle e anche, quindi, l'orientamento.
La durata del crepuscolo, una volta di più per complicare le cose, varia
all'aumentare della latitudine fino ad eliminare di fatto la notte oltre il
circolo polare.
Orientiamoci con la luna
La luna, specialmente se piena, illumina il cielo e
rende più difficoltoso individuare le stelle;
ostacola cioè l'orientamento.
In questo caso conviene far "buon viso a cattivo
gioco" e utilizzare la luna stessa come riferimento.
Con la luna piena si può utilizzare l'orologio,
adottando lo stesso sistema
ma ricordando che il punto cardinale trovato è in
questo caso il Sud.
La luna al primo quarto crescente approssimativamente indica : alle ore 18 il Sud,
alle ore 24 l‘Ovest. La luna all'ultimo quarto, calante approssimativamente
indica alle 24 l‘Est alle ore 6 il Sud.
La luna nuova fortunatamente non si vede e così le stelle possono essere utilizzate meglio.
Orientiamoci con la luna
Orientiamoci con la bussola
La terra possiede un campo magnetico la cui origine non è stata ancora scientificamente
scoperta. Essa è costituita da un ago calamitato, che, in virtù della componente orizzontale, orienta un
estremo (in genere dipinto di rosso) verso il polo magnetico Nord.
La zona sull’orizzonte
dove il sole sorge viene
detta oriente o est mentre
quella in cui tramonta è
l’occidente o ovest,
tracciando una linea
perpendicolare alla
congiungente est-ovest
negli equinozi, si
individuano altri due
punti, detti Nord e Sud;
quest’ultimo dalla parte in
cui si viene a trovare il
sole a mezzogiorno, il
Nord dal lato opposto.
Questi quattro punti di
riferimento fondamentali,
Est, Sud, Ovest e Nord
sono detti punti cardinali;
aggiungendo ad essi le
direzioni da cui spirano
alcuni venti tipici, si
ottiene la cosiddetta Rosa
dei Venti.
Orientiamoci
con i Punti Cardinali
Orientiamoci con la Rosa dei VentiLa rosa dei venti è una
rappresentazione grafica dei quattro punti
cardinalinord sud est ovest e dei quattro punti
intermedi cheindividuano altrettante
direzioni nord-est,sud-est, sud-
ovest nord-ovestTra questi punti se ne
possono rappresentarealtri otto intermedi
nord-nord-est, est-nord-est
e così via.
Questa rappresentazione fa
corrispondere ai quattro punti cardinali
e ai quattro punti intermedi i nomi degli
otto venti conosciuti da tutti i naviganti.
Eolo, personaggio della mitologia greca,
è indicato come il dio dei venti
… a proposito di venti
i loro nomi sono:settentrione o tramontana (da nord)
grecale (da nord-est) oriente o levante (da est)
scirocco (da sud-est) mezzogiorno o austro (da sud)
libeccio (da sud-ovest) occidente o ponente (da ovest)
maestrale (da nord-ovest)
Orientiamoci con una carta
geografica
Per prima cosa bisogna prendere dei punti di riferimento che ci consentano di orientare la carta nella maniera giusta.
La possibilità di determinare la posizione delle singole località della Terra è molto importante. Infatti serve nei casi
di navi in pericolo le quali devono comunicare la loro posizione per essere soccorse, oppure per coloro che
percorrono lande desolate senza punti di riferimento e che possono proseguire solo determinando la propria posizione. Per determinare la posizione delle singole località sulla Terra
si usano le coordinate geografiche
Orientiamoci con le coordinate geografiche
La posizione di un punto sulla superficie terrestre viene
determinata attraverso le coordinate geografiche. Esse sono
la latitudine e la longitudine.
La latitudine indica la distanza angolare di un punto dall'Equatore.
Essa viene espressa in gradi o frazioni di grado. La latitudine
all'Equatore è di 0°. La latitudine al Polo Nord è di +90° o 90°N; la
latitudine al Polo Sud è di -90° o -90°S.
La latitudine al Tropico del Cancro è di +23°27', al Tropico del
Capricorno è di -23°27'; al Circolo Polare Artico essa è di +66°33',
al Circolo Polare Antartico è di -33°66'.
LE COORDINATE TERRESTRISulla sfera terrestre il sistema per
orientarsi è abbastanza semplice, si fa
uso di due coordinate, che fanno
riferimento appunto ai parametri di
rotazione, l’equatore e i poli: la
latitudine e la longitudine .
La latitudine misura la distanza del
punto dall’equatore. Si misura lungo il
meridiano del luogo ( il cerchio
perpendicolare all’equatore che passa
per il luogo in cui ci troviamo e per i
due poli). E’ una misura angolare: zero
gradi all’equatore e 90 gradi al polo
(Sud o Nord). I punti aventi la stessa
latitudine stanno sullo stesso parallelo
La longitudine misura la distanza
angolare fra il meridiano del luogo e un
meridiano di riferimento (scelto di
comun accordo tra le nazioni),
attualmente quello che passa per
Greenwich).Anche questa coordinata
indica un arco sull’equatore, quindi può
essere misurata i gradi ( o° a
Greenwich fino a 180° andando verso
est e -180° andando verso ovest).
Per il pensiero antico lo
spazio matematico è
uno spazio astratto,
uniforme; è uno spazio
che non dice nulla finché
non è confinato, in primo
luogo, e differenziato
dall'altro. Quindi gli spazi
sono luoghi e i luoghi
sono ubicabili nel
momento in cui sono a
loro volta contornati da
altri spazi che presentano
diverse qualità: è
l'aspetto qualitativo che
determina il luogo.
Analogamente al caso
dello spazio, che non è
una realtà diversa dalla
qualità fisica dello spazio
o del luogo, anche il
tempo è regolato
essenzialmente dalla
ciclicità: è il tempo delle
stagioni, è il tempo del
ciclo solare
(Giorgio Stabile, filosofo
contemporaneo)
Il tempo esiste perché dipende dal ritardo e
dall'anticipazione, le cose non accadono tutte
insieme, c'è un prima e un dopo, un movimento
in cui si distingue un tempo …
ed ora un po’ di storia … del Tempo
Fino a tempi brevi le nostre nonne riconoscevano un giorno più per il santo che non per il numero che qualificava il giorno.
Il contadino riusciva a riconoscere la stagione non certo consultando un calendario o un manuale di agricoltura, ma guardando la vegetazione.
Uno schema che è regolato sui sei mesi di produzione e
sui sei mesi di stanca dell'attività agraria. Mesi in cui la produzione vegetale suggerisce la qualità del
tempo. Un tempo, quello agrario,
che non può essere né sollecitato né invertito. Dice Dante: "Occorre aspettare il tempo opportuno"(Giorgio
Stabile, filosofo contemporaneo)
Il tempo è la dimensione nella quale si concepisce e si misura il trascorrere degli eventi. Tutti
gli eventi possono essere descritti in un tempo che può essere passato, presente o
futuro. La complessità del concetto è da sempre oggetto di studi e
riflessioni filosofiche e scientifiche da parte dell'uomo.Il tempo non può essere altro
che la ruota in cui tutti gli esseri eternamente rinascono
Nel contesto biblico è introdotta la concezione del tempo
procedente a senso unico, dove lo svolgimento storico
dell'umanità è irreversibile, senza possibilità di ritorno e con una serie di istanze nelle
quali le libere decisioni dell'uomo, con il loro apporto di male o di bene, sono destinate
a rimanere tali per tutta l'eternità.
La concezione del tempo ciclico e del tempo lineare
.
Il calendario di Giulio Cesare
In epoca repubblicana i Romani usavano il cosiddetto calendario di Numa che fu soggetto ad abusi ed errori che portarono a uno sfasamento medio di tre mesi rispetto alle
stagioni; l'estate era slittata a ottobre e a novembre, mesi che ai tempi
di Numa erano autunnali.Per rimettere ordine in questa situazione Giulio Cesare,
verosimilmente durante la sua spedizione in Egitto del 47 a.C. (-46), incaricò l'astronomo alessandrino Sosigene di
progettare un nuovo calendario più funzionale (da Plinio). Tale calendario, che prese il nome di giuliano, entrò in vigore nel
46 a.C. (-45) che fu un anno del tutto eccezionale; per riallineare i mesi alle stagioni tradizionali si dovettero inserire
due mesi straordinari tra novembre e dicembre oltre ad un'ultima intercalazione del mese Mercedonio (da Svetonio));
si ritiene dunque che quell'anno sia stato di 456 giorni.
Il calendario andò a regime nel 45 a.C.
(-44): abolito il mese mercedonio, ogni 4 anni
doveva essere intercalato un giorno in più,
detto bis - sextum perché inserito il giorno
dopo il 24 febbraio (giorno VI dalle calende di
marzo); questo anno speciale prese il nome di
bisestile.
In questo modo l'anno viene ad avere una
durata media di 365 giorni e 6 ore, alcuni
minuti più del vero (e già Ipparco aveva
calcolato tale lunghezza in 365g 5h e 55m,
solo 7 minuti più della stima moderna), un
errore che evidentemente Sosigene considerò
trascurabile, ma che porterà molti secoli più
tardi all'introduzione del calendario
gregoriano.
Il calendario gregoriano
Nel 325 al concilio di Nicea fu rilevato che l'equinozio di primavera invece di cadere il 25 marzo, come era al tempo di Cesare, era anticipato al 21 marzo per l'imprecisione intrinseca nel calendario giuliano, che è basato su una durata media dell'anno di 365 giorni e 6 ore, dodici minuti più del vero.
Per evitare che il problema si ripresentasse in futuro, venne
introdotto, sempre su progetto del Giglio, un nuovo calendario
leggermente modificato che ebbe il nome di Gregoriano in onore del papa
allora regnante Gregorio XIII.
Le novità di questo calendario sono:
Gli anni secolari (ovvero divisibili per cento) non sono più bisestili. Il secolo dura dunque 36524 giorni e la durata media dell'anno si avvicina al reale.Gli anni secolari divisibili per 400, come il 1600 o il 2000, sono invece di nuovo bisestili, e la durata media dell'anno gregoriano viene così ad essere di 365.2425 pari a 365g 5h49m12s un valore ancor più vicino alla durata dell'anno tropico che è di 365g 5h 48m 46s.
IL CAMPIONE DEL TEMPO Per l’uomo la misura del tempo ha
due scopi: uno a lunga scadenza
(per esempio, pianificare la
mietitura) e uno a breve termine
(sapere quando farà buio).
Riguardo al lungo termine, la terra
ci fornisce due unità affidabili con
il giorno e l’anno.
Sfortunatamente, per i periodi più
brevi non ci sono unità
equivalenti.
Per misurare un intervallo di
tempo è sufficiente contare il
numero di volte in cui un
qualunque fenomeno si ripete con
regolarità. Per questo motivo il
tempo non ha mai avuto un
campione da conservare in
cassaforte come è successo per
la lunghezza e il peso. Il campione
di tempo ce l’abbiamo sotto il
naso ogni giorno, è…il giorno!
L’ANNO TROPICO
All’inizio di un nuovo anno, come ogni gennaio che si rispetti, bisogna sostituire il vecchio calendario con quello
nuovo. Ma come si fa a misurare il tempo che trascorre tra il primo gennaio e il 31 dicembre di uno stesso anno?
Non è così semplice stabilire la durata di un anno. L’idea base di un calendario è quella di seguire il ciclo delle
stagioni. Ma a che cosa corrispondono le stagioni dal punto di vista astronomico? Per capirlo, bisogna sapere che
l’asse di rotazione della terra, intorno al quelle la terra ruota in un giorno, non è perpendicolare al piano dell’orbita
terrestre ma è spostato di 23 gradi circa. Ci sono dunque dei momenti dell’anno in cui l’emisfero Nord prende la
luce del Sole in piena faccia e altri momenti in cui è l’emisfero Sud che ne ha diritto: al Sud è estate quando è
inverno al Nord. C’è un momento in cui le situazioni si incrociano: questo avviene quando nessuno dei due emisferi
viene “avvantaggiato”, vale a dire quando il piano che contiene l’equatore terrestre passa per il centro del sole. In
quel preciso momento, che si verifica due volte l’anno, la situazione dei due emisferi si inverte e uno va verso
l’inverno, l’altro verso l’estate. È l’equinozio. Nel giorno in cui la terra passa per il punto dell’equinozio, la durata del
dì è uguale a quella della notte.
QUANTO TEMPO DURA UN ANNOEcco allora un’ idea: mettiamoci nel punto dell’equinozio, facciamo partire un cronometro e aspettiamo il ritorno a questo equinozio. Il cronometro si fermerà sulla seguente misurazione:
365 giorni, 5 ore, 48 minuti, 46 secondi.
Questo è chiamato anno tropico.
Quello che chiamiamo comunemente giorno è il giorno solare che è stato diviso per convenzione in 24 ore. Il secondo è l’intervallo di tempo che si ottiene dividendo il giorno solare medio in 86400 parti uguali .Nel 1967
La Conferenza Generale dei Pesi e delle Misure(CGPM) ha ridefinito il secondo come il tempo impiegato da un isotopo di cesio per vibrare 9192631770 volte in particolari condizioni. Così si sfrutta la vibrazione atomica perché e un fenomeno ciclico più preciso della rotazione terrestre.
I fisici definiscono il tempo
attraverso la sua misura e ciò
presenta alcune aporie. È necessario
avere uno strumento che sia
ripetitivo e contemporaneamente
possegga un qualche elemento di
novità. Ad esempio in un orologio
analogico con datario le lancette
ruotano ripetitivamente (tempo
circolare) e il datario (tempo lineare)
che cambia allo scoccare della
mezzanotte. Dunque il tempo
possiede ripetizione e differenza,
caratteristiche che di solito troviamo
separate.
Misuriamo il tempo
Candela marcatempo
Fra i più antichi strumenti usati per misurare il tempo si possono ricordare le clessidre ad acqua, nelle
quali il trascorrere del tempo veniva indicato dall'abbassamento del liquido contenuto in un
recipiente e fatto defluire lentamente attraverso un piccolo foro; le prime di esse sono dovute agli Egizi e risalgono al XVI secolo a.C., mentre sono molto più
recenti (IX secolo d.C.) quelle a sabbia.
L’orologio ad acqua
Ctesibio (scienziato Alessandrino – 124 a.C.), uno dei massimi inventori dell'antichità, progettò e costruì nel I secolo d.C. un orologio ad acqua, o clessidra, capace d'indicare automaticamente tale escursione.In dettaglio funzionava mediante uno stillicidio tra due recipienti. Il livello dell'acqua nel superiore era mantenuto costante per la regolarità del deflusso. Nell'inferiore, invece, si innalzava lentamente in 24 ore. Con l'acqua saliva un galleggiante e scendeva il contrappeso vincolatogli con una catenella, il cui andirivieni poneva in rotazione un indice in ragione del trascorrere del tempo. Dopo 24 ore un sifone esauriva l'acqua riavviando il ciclo.
L’ orologio solare è uno strumento tecnologicamente molto semplice,
costituito da un oggetto il cui scopo è quello di generare un'ombra.
In base alla posizione e alla lunghezza dell'ombra, l'uomo desume l'ora. Per poter leggere questa informazione
occorre che l'ombra si muova su uno sfondo opportunamente
contrassegnato da linee di riferimento.L'oggetto che genera l'ombra prende il nome di gnomone e può assumere la forma, le dimensioni e l'aspetto più strani e curiosi possibili, anche se
normalmente lo si ritrova a forma di asta o di lamiera tagliata a triangolo.Lo sfondo sul quale viene raccolta
l'ombra e si legge l'ora prende il nome di quadro o quadrante. Anch'esso può avere le forme più disparate sebbene la forma più frequentemente usata sia
quella della superficie piana.Sistemati, in maniera opportuna, questi due oggetti (e ovviamente
tracciati i riferimenti sul quadro) non c'è da fare altro.
A tutto il resto penserà il Sole.
Meridiana o quadrante solare
L’orologio meccanico
La parola "orologio"
deriva dal greco
horológion "che indica
l'ora" composto di
hora- "ora" e -lógion
derivante dal tema di
légo "io conto".
L'orologio meccanico è
un'invenzione cinese
Nel 1309 Milano fu la prima città al
mondo ad avere un orologio
meccanico in ferro, posto sul
campanile della chiesa di S.
Eustorgio. Questi grandi orologi
pubblici sono costruiti per volere
delle autorità civili in opposizione
alla scansione del tempo tramite le
campane delle chiese, quindi
contro le autorità religiose;
dunque accanto al campanile del
duomo appare la torre del comune.
Inizialmente era notevole la
dimensione di questi orologi, così
come la loro imprecisione, ma in
seguito saranno miniaturizzati e
perfezionati per permetterne l'uso
sulle navi.
Quando a termine del viaggio verso ovest approdarono a San Lucar si accorsero di aver perso un giorno. Per la prima volta gli europei si interrogarono sull'effettiva natura del tempo, prima ritenuto proprietà di Dio.Questa scoperta rese contraddittorio il concetto di tempo agli europei, non riuscivano infatti a spiegarsi perché mai navigando a ovest si perdesse un giorno e nella direzione contraria invece lo si guadagnasse.
Dopo il viaggio di Colombo il perfezionamento degli orologi s'intreccia con la navigazione a mare aperto: l'unico modo di calcolare la longitudine è avere un orologio che non risenta del rollio della nave.Proprio nella navigazione risulterà evidente la contraddizione fra tempo circolare e tempo lineare. Nel diario del veneto Pigafetta (imbarcato con Magellano nella circumnavigazione del mondo) è annotata una scoperta per l'epoca sconcertante.
DAL QUADRANTE SOLARE …Certamente i quadranti solari permisero molto presto di dividere il giorno in varie parti, ma l’operazione era poco precisa e, soprattutto lr meridiane potevano essere usate solo con il bel tempo. Fu necessario dunque inventare altri strumenti . I primi furono dei sistemi a flusso come la clessidra che, però, non erano molto precisi e davano una definizione di unità di tempo che variava, a seconda dello strumento.
Nel X secolo fecero la loro comparsa i primi orologi che , invece di lasciar scorrere un fluido, utilizzavano la caduta di un peso attaccato ad una catena per azionare una ruota. Ma anche questi avevano un margine di errore di un’ora al giorno.
Nel 500 si racconta che, durante una messa, Galileo, ancora bambino, notò che le oscillazioni del lampadario appeso al soffitto della chiesa avvenivano a intervalli di tempo regolari . Crescendo mise in piedi una teoria nella quale dimostrava che, quando un pendolo non fa movimenti troppo ampi, la frequenza di questi movimenti ( numero di oscillazioni per unità di tempo) è effettivamente costante.
Questa proprietà venne sfruttata per la costruzione di orologi a pendolo e permise di guadagnare una buona precisione della misura del tempo.… ALL’OROLOGIO ATOMICO
“Una volta era facile: lo spazio da un lato, il tempo dall’altro.
E poi è arrivato Einstein, e con lui un altro modo di vedere il mondo.
Decisamente questi fisici ci rovinano il tempo!”[Le Monde de Camille di Chérif Zananiri]