Ed ora, alcuni consigli pratici ...

Misurazione dell'ombra e problemi di penombraL'ombra proiettata dal Sole non ha i contorni nitidi. Un'ombra nitida viene proiettata solo da una sorgente puntiforme. Il Sole invece ha un diametro apparente di circa mezzo grado. Ne deriva che le ombre proiettate dall'astro presentano dei bordi di penombra.Che cos'è la penombra e perché si forma? Essa è dovuta ad una parziale illuminazione delle zone corrispondenti al bordo dell'ombra. Infatti, se si potesse osservare il Sole da un punto all'interno della penombra, si vedrebbe il suo disco solo parzialmente nascosto dall'oggetto che provoca l'ombra.La penombra complica la misurazione.Considerando l'ombra di un bastoncino verticale proiettata su un piano orizzontale, la zona di penombra corrispondente alla punta del bastoncino è anche più ampia rispetto a quella dei bordi. Inoltre, quanto più lontano è l'oggetto rispetto al piano di proiezione, tanto maggiore è la parte di penombra rispetto a quella dell'ombra.Noi dovremmo misurare una lunghezza media dell' ombra proiettata dallo gnomone, perché il centro del disco solare corrisponde al punto medio della penombra, come si vede nell'immagine seguente. Si tratta quindi di determinare il punto medio della zona di penombra, cosa questa non facilissima. Si potrebbe eseguire una doppia misurazione che consiste nel tracciare due punti sul foglio: il punto dell'estremità dell'ombra vera e il punto dell'estremità della penombra. Quindi trovare il punto medio della penombra, oppure calcolare una media delle due lunghezze.Perché consigliamo la tecnica del foro gnomonico? La doppia misurazione è difficile da eseguire perché implica la necessità di trovare due punti di transizione: il punto di transizione tra l'ombra e la penombra e quello tra la penombra e la luce piena. Entrambe queste transizioni sono incerte e di difficile individuazione. Tale incertezza aumenta con l'altezza dello gnomone.La tecnica che adottiamo noi, il foro gnomonico, favorisce una misurazione più precisa. Infatti, anche l'ellisse luminosa proiettata da un foro è soggetta a penombra nel suo bordo interno, ma risulta comunque più facile individuare un punto che si trova al centro di un'ellisse piuttosto che un punto che si trova nel confine incerto tra ombra e penombra oppure tra penombra e luce.

home Altezza del Sole Uso del foro gnomonicoCome descritto nella pagina degli strumenti per la determinazione dell'altezza del Sole, spesso si utilizza uno schermo con un foro da posizionare in cima allo gnomone (chiamato foro gnomonico, o foro eliotropico). Uno gnomone dotato di foro si chiama anche gnomone fotosciaterico. Il fascio di raggi solari che attraversano il foro gnomonico si proietta sul piano, formando un punto di luce, o meglio, un'ellisse luminosa le cui dimensioni e la cui forma variano in funzione di molti fattori (altezza dello gnomone, dimensioni del foro, inclinazione dei raggi solari). Si consiglia un diametro del foro pari a 1/250 dell'altezza dello gnomone o poco più.In alcuni casi (vedi metodo delle squadrette) il foro viene praticato su uno schermo che serve per evitare l'abbaglio e facilitare la visualizzazione del punto di luce. Quindi, maggiori sono le dimensioni dello schermo, migliore è la percezione visiva dell'ellisse.E' importante tenere presente che:a- l'altezza dello gnomone deve essere misurata (in verticale) dal centro del foro alla base del piano di orizzontale.b- la lunghezza dell'ombra è data dalla distanza (misurata sul piano orizzontale) tra il centro dell'ellisse luminosa proiettata e la base dello gnomone.Determinare il centro dell'ellisse non è una cosa facilissima: deve essere un'operazione abbastanza rapida per non perdere il momento della culminazione del Sole e nello stesso tempo, sufficientemente precisa. E' possibile identificare "a occhio" questo punto, dato che la forma simmetrica stessa dell'ellisse aiuta a determinarlo. Piuttosto di segnare il punto centrale, conviene tracciare a mano libera una croce formata dai due assi. L'incrocio degli assi identifica il centro.Noi proponiamo, per una maggiore precisione, di utilizzare la tecnica del foro gnomonico piuttosto che quella della misurazione della lunghezza dell'ombra di uno stilo o di un bastone. Infatti, identificare la punta dell'ombra di uno stilo gnomonico non è facile a causa del fenomeno della penombra Tratto da: "Rete di Eratostene", che si consiglia di consultare per i vari riferimenti indicati nel testo.