Stellarium Premessa La classe VA della Scuola Primaria Galvani del VI Circolo di Novara , con l’aiuto dell’ Insegnante Polimeni Antonella ha costruito questo libretto per sintetizzare il processo d' insegnamento-apprendimento di tipo scientifico sull' affascinante e misterioso tema del “ Sistema Solare”, affrontato nell’ intero a.s. 2009/2010. In un primo momento sono state raccolte tutte le conoscenze informali, le informazioni e le notizie che gli alunni possedevano in merito alla terra “ universo-cielo” con un’attività di brainstorming, poi l’insegnante ha chiesto di disegnare la “ loro carta geografica della volta celeste”. Tutte le rappresentazioni prodotte sono state confrontate prima tra gli stessi bambini e poi con immagini più attendibili e scientifiche. Sono state fatte ricerche su Internet, è stato utilizzato il software gratuito “ STELLARIUM”, abbiamo : formulato ipotesi e previsioni, osservato , registrato, classificato, schematizzato relazioni spaziotemporali, misurato e prodotto rappresentazioni grafiche e schemi di livello adeguato all’età degli alunni. La metodologia adottata ha previsto la suddivisione della classe in piccoli gruppi di ricerca e a ciascuno è stato assegnato un argomento scientifico e , spiegato l’obiettivo del loro lavoro e,le diverse fasi per raggiungerlo. Infine la produzione di questo libretto, ha reso possibile non solo lo studio e la spiegazione di “ argomenti” considerati “ misteriosi”, ma anche e soprattutto di promuovere una maggiore comunicazione (anche non verbale per esempio con i disegni in affiancamento al testo scientifico) e, un bel lavoro di gruppo, tutti elementi importanti nell’armonica crescita psicofisica dei bambini.
RISULTATI DEL BRAINSTORMING CLASSE VA SCUOLA PRIMARIA GALVANI VI CIRCOLO DI NOVARA
18 /11/2009
CHE COS’E’ IL SISTEMA SOLARE ? Tanti pianeti nello spazio (Daniela) Il sole che gira intorno a tutti i pianti (Matteo) Tutti i pianeti che girano intorno al sole (Martina M.) Tutti i pianeti messi insieme (Paola) Una palla di fuoco che da energia (Megan) E’ un insieme di pianeti e di galassie (Martino) Un insieme di corpi celesti nella Via Lattea(Martina R.) E’ un insieme di pianeti nella Via Lattea e nell’universo (Luca) E’un insieme di pianeti che girano intorno al Sole nell’universo (Filippo) E’ un pianeta che ci fornisce la luce (Enrica) E’ una parte dell’ universo formata da pianeti che girano attorno ad una stella che produce energia (Gabriele) E’ un d sistema di pianeti che ruotano intorno al Sole per la gran parte in successione dal più piccolo al più grande (Federico) E’ una palla di fuoco che produce calore (Davide) E’ una palla di fuoco (Lizeth) Sono dei pianeti che percorrono la Via Lattea (Alessia) Sono dei sistemi tutti insieme di luce (Palma) E’ un blocco di spazio in cui ci sono pianeti che girano intorno al Sole (Rodolfo) La Terra gira intorno al Sole (Alessio) E’ una palla di fuoco che gira intorno ai pianeti (Ilaria)
Secondo gli scienziati, circa cinque miliardi di anni fa una gigantesca nube di polveri e gas si muoveva vorticando nello spazio. Forse l’esplosione di una stella vicina proiettò contro questa nube grandi quantità di gas che la urtarono e la compressero: così cominciò a contrarsi. Più la nube si contraeva, più diventava calda. Alla fine il suo centro era diventato così caldo che la materia di cui era costituito cominciò a modificarsi. Queste modificazioni produssero altro calore, finché il centro della nube prese fuoco: era nata la stella Sole. Il Sole è composto da gas incandescenti con un diametro 100 volte superiore alla Terra. La temperatura superficiale del Sole è di 6000°, quella interna di circa 15 milioni di gradi. La distanza media della Terra dal Sole è di 150 milioni di chilometri; la sua luce impiega poco più di 8 minuti per arrivare sulla Terra. Il Sole è suddiviso nelle seguenti parti: • Il nucleo centrale , la parte più calda del Sole, quella che l’ energia e la luce; • La fotosfera , la superficie visibile dalla Terra; • La cromosfera, un involucro di gas incandescente aderente alla fotosfera; • Le protuberanze, giganteschi pennacchi di gas che si innalzano dalla cromosfera per decine di migliaia di chilometri;
La corona solare, l’involucro più esterno che non si scorge facilmente. Uno degli spettacoli più attesi dagli scienziati è l’eclissi di Sole. •
ECLISSI DI SOLE Un’ eclissi totale di Sole si ha quando la Luna è perfettamente allineata tra la Terra e il Sole, se non è esattamente in linea si ha solo un’eclissi parziale. Per osservare un’eclisse totale di Sole dovremmo trovarci nella fascia attraversata dall’ombra, chiunque si trovi all’interno della penombra vedrà un’ eclisse parziale. Dall’inizio alla fine la penombra impiega poco più di 5 ore per spazzare l’intera superficie terrestre. Gli scienziati aspettano le eclissi come un’occasione per osservare certi fenomeni solari, come le protuberanze e la corona. Ci son almeno due eclissi totali all’anno, ma pochi possono osservarle. Le zone in cui si possono vedere le eclissi sono limitati, inoltre la durata totale può essere da 2 minuti ad un massimo di 7 minuti e mezzo.
MERCURIO Pianeta visibile ad occhio nudo solo dopo il tramonto o poco prima dell’alba. Le prime immagini sono state riprese nel 1970 ed hanno mostrato una superficie ricoperta di crateri, desolata e silenziosa. Mercurio è un pianeta senza atmosfera, non tira vento, né cadono piogge, per queste caratteristiche somiglia molto alla Luna e, come sul nostro satellite, non c’è vita. La temperatura, presenta notevoli sbalzi tra il giorno e la notte. Mercurio è molto piccolo e si trova proprio vicino al Sole a soli (si fa per dire) 58 milioni di km. Gira molto più veloce di noi intorno al Sole, infatti la sua rivoluzione dura 88 giorni, anziché 365. L’anno su Mercurio dura meno di 3 mesi. VENERE Ricoperto da una spessa coltre di nubi è stato studiato da numerose sonde spaziali. Sebbene simile per dimensioni alla Terra, la maggiore quantità di anidride carbonica ha creato un ambiente torrido con temperature improponibili. E’ il 2° pianeta più vicino al Sole.
TERRA La Terra è nata da un’esplosione cosmica (BIG BANG). Essa ruota attorno all’asse terrestre, una linea immaginaria che passa per i poli; questo movimento si chiama moto di rotazione. Contemporaneamente si muove intorno al Sole; questo movimento si chiama moto di rivoluzione. Il paesaggio terrestre, molto vario, è costituito da catene montuose, oceani, vaste zone pianeggianti. Inoltre, grazie alla presenza di gas, vapore acqueo e ossigeno, prodotto dalla fotosintesi delle piante, si è formata un’atmosfera in grado di consentire la vita sul nostro pianeta. Interessante la struttura della Terra, per comprendere la quale è necessario visionarne la sezione.
SEZIONE DELLA TERRA L’interno della Terra è costituito da un nucleo, una sfera solida circondata da materiali liquidi, incandescenti. All’esterno c’è la crosta che presenta una netta distinzione tra vastissimi bacini depressi, occupati da oceani, ed ampie zone rilevate, le aree continentali, in gran parte emerse. Al di sotto della crosta troviamo il mantello, uno strato sciolto e bollente. La crosta stessa poggia o meglio galleggia su questo magma incandescente il quale, quando trova un punto debole nella superficie, fuoriesce originando eruzioni vulcaniche. MOTO DI ROTAZIONE La Terra effettua un moto di rotazione intorno al proprio asse. Il tempo impiegato per compiere una rotazione completa è chiamato giorno sidereo e vale 23 ore 56 minuti e 4 secondi. La più evidente conseguenza di tale moto è, quindi, l’alternarsi del giorno e della notte, in quanto grazie alla sua forma sferica, quando viene illuminata dal Sole per metà, l’altra metà resta al buio. A seconda dell’illuminazione, le sue parti sono: l’alba; l’aurora: il
mattino; il mezzogiorno; il pomeriggio; il tramonto; il crepuscolo, la sera, la notte. MOTO DI RIVOLUZIONE La Terra si muove intorno al Sole descrivendo un’orbita ellittica . L’ellisse è una figura geometrica simile ad una circonferenza schiacciata su cui si trovano due punti detti fuochi. Il Sole si trova tra i due fuochi dell’ellisse, mentre il pianeta attraversa due punti (Afelio e Perielio) che rappresentano il punto più lontano e quello più vicino al Sole. Il tempo per percorrere l’intera orbita è 365 giorni 6 ore 9 minuti e 10 secondi, durante i quali si determinano le stagioni, cicli annuali che dipendono dall’inclinazione dell’asse terrestre rispetto al Sole. LE STAGIONI La Terra, oltre a ruotare su se stessa, ruota contemporaneamente intorno al Sole. Per compiere questo movimento, chiamato rivoluzione, impiega un anno, cioè 365 giorni e 6 ore circa. Ogni 4 anni quelle 6 ore assommano a 24 ore e formano un giorno in più che si aggiunge a febbraio. Siamo nell’anno bisestile, in cui il mese di febbraio ha 29 giorni. Tutte queste condizioni determinano l’alternarsi delle stagioni: primavera, estate, autunno e inverno. Il 21 di marzo è il primo giorno di primavera ed è chiamato equinozio perché ci sono 12 ore di luce e 12 ore di buio. In estate i raggi del Sole sono quasi perpendicolari alla Terra trasmettono molto calore. Il 21
giugno è il primo giorno d’estate e si chiama solstizio perché è il giorno più lungo dell’anno. In autunno i raggi sono inclinati come in primavera. Il 21 settembre l’equinozio d’autunno. In inverno i raggi del Sole sono molto inclinati e trasmettono poco calore. Il 21 dicembre è il giorno più corto dell’anno e si chiama solstizio d’inverno.
MARTE Marte, chiamato pianeta rosso per la sua luce rossastra, ha molto in comune con la Terra anche se è grande solo la metà. Ha le calotte polari, le stagioni, i venti e l’asse inclinato proprio come il nostro pianeta. Ricoperto da vulcani spenti e vallate un tempo ricche di acque, è stato osservato dalle sonde nel 1971 e nel 1976. Per le piccole dimensioni, non è riuscito a trattenere nella giusta quantità i gas atmosferici, per cui la temperatura, non essendo regolata da essi, presenta notevoli sbalzi tra il giorno e la notte. Tra Marte e Giove vi sono i pianetini o asteroidi, corpi rocciosi di varie dimensioni. E’ il quarto pianeta più vicino al Sole.
GIOVE Pianeta dotato di un intenso campo magnetico e un piccolo nucleo solido circondato da un’enorme massa di idrogeno liquido. Giove è il gigante del sistema solare infatti è mille volte più grandi della Terra. Si potrebbe paragonare ad una gigantesca palla di gas, dunque, non ha una superficie e per questa ragione nessuna astronave potrà mai posarsi su questo pianeta. Su Giove vi sono molte turbolenze, la più grande è stata chiamata “La grande macchia rossa”. SATURNO Osservato da Galileo (1610) e dalle sonde tra il 1979 e il 1981, ha ben 18 satelliti, diverse migliaia di anelli e un intenso campo magnetico. Saturno può essere considerato il pianeta più elegante del sistema solare per gli anelli che lo circondano. In realtà, si tratta di particelle ghiacciate delle più varie dimensioni che, raggruppate in migliaia di piccole fasce, lo circondano. I quattro anelli ben noti, separati da spazi vuoti (le divisioni scure), visti da vicino sono risultati formati da un migliaio
di sottili anelli distinti. L’origine del sistema di anelli sembra dovuta all’enorme forza di gravità di Saturno: questa avrebbe disintegrato un satellite finito troppo vicino al pianeta oppure avrebbe impedito a una parte della stessa materia da cui si è formato Saturno di coagularsi in un unico corpo.
URANO Urano è stato osservato più da vicino solo nel 1986 con le immagini trasmesse da Voyager. Come Giove e Saturno si può definire una palla gassosa di idrogeno, elio e metano. Quest’ ultimo gas conferisce al pianeta una colorazione verdastra. Urano possiede degli anelli, costituiti da piccoli blocchi di ghiaccio sporco. La struttura interna del pianeta è formata da un nucleo centrale roccioso, avvolto da un oceano formato dagli stessi anelli costituenti dell’atmosfera, ma allo stato liquido, e dall’atmosfera vera e propria. Intorno ad Urano ruotano numerosi corpi: un sistema di 10 anelli sottili e 15 satelliti.
NETTUNO Nel 1990 la sonda Voyager dopo un viaggio di 12 anni ha raggiunto Nettuno. Nettuno e quasi un gemello di Urano, perché formato da dei gas idrogeno, elio e metano,ma è più piccolo. Appare come una palla blu per la presenza del metano e nella sua atmosfera sono state osservate nubi bianche e luminescenti e un enorme vortice:la “ Grande Macchia Scura”.La sua superficie, di azoto e metano congelati, mostra numerose strutture peculiari; oltre a crateri da impatto, sono state riconosciute le tracce di eruzioni vulcaniche che in realtà sarebbero giganteschi geyser, alimentati da azoto e metano in fase fluida, trascinerebbero in superficie. PLUTONE Plutone si trova al limite del sistema solare e può essere osservato solo con telescopi ma, anche con questi potenti strumenti, mantiene il suo aspetto stellare: un puntino luminoso e uniforme affiancato da una piccola luna. Il pianeta è avvolto da un’atmosfera di idrogeno, elio
e metano ( a quest’ultimo gas è dovuta la colorazione azzurra) ed è freddissimo: Negli strati più alti dell’atmosfera, al di sopra delle zone circumpolari, si sono osservate estese formazioni di brine mentre nelle zone verso l’Equatore si sono osservati sistemi di nubi in veloce movimento intorno al pianeta, trascinate da forti venti.
LA LUNA La Luna è l’unico satellite naturale della Terra ed è anche il primo, e per il momento l’unico, corpo celeste raggiunto da missioni spaziali con uomini a bordo. La Luna non brilla di luce propria ma riflette la luce del Sole. Via via che compie il suo viaggio intorno alla Terra, cambia posizione rispetto al Sole e, quindi, la parte della sua superficie che risulta illuminata varia costantemente. Questi diversi aspetti della Luna sono detti fasi lunari. Intorno alla Luna non c’è atmosfera, per questo è perfettamente visibile e sulla sua superficie regna il silenzio assoluto. La superficie lunare presenta un paesaggio molto vario: montagne, catene montuose, profonde spaccature, crateri, vaste aree pianeggianti. Interesse notevole destano le eclissi di Luna.
ECLISSI DI LUNA L’eclisse di Luna si ha quando Sole, Terra e Luna (nell’ordine) sono allineati e la Luna attraversa il cono d’ombra della Terra. L’eclisse è totale se la Luna è completamente immersa nell’ombra (approssimativamente una volta all’anno). Il fenomeno consiste nella progressiva copertura del nostro satellite (in fase di Luna piena) da parte dell’ombra della Terra. Poiché la Terra è molto più grande della Luna, la sua ombra circolare è più grande del disco lunare e quindi l’aspetto della luna durante il fenomeno è diverso da quello delle fasi lunari cui siamo abituati. Durante la totalità la luna non diventa completamente nera: di norma assume uno spettacolare colore giallo e arancio che rende di particolare suggestione la visione del fenomeno. Ciò è dovuto dalla luce solare che illumina il disco lunare. Un’ eclissi totale di luna dura al massimo un’ ora e 40 minuti molto di più che un’ eclissi totale di Sole.
LE FASI LUNARI La Luna per effettuare un giro completo intorno alla Terra impiega circa un mese, attraverso quattro fasi : luna nuova, luna crescente, luna piena e luna calante. Poiché la luna, mentre compie un giro attorno alla Terra, compie anche un giro sul proprio asse, l’emisfero lunare a noi visibile è, all’ incirca, sempre lo stesso. Metà della Luna viene costantemente illuminata dal Sole (eccettuato il periodo dell’ eclisse) l’altra metà la vediamo solo quando la Terra si trova tra il Sole e la Luna. Questa fase si chiama Luna piena. In media la Luna sorge ogni notte 50 minuti più tardi, ma in realtà l’ora in cui sorge varia considerevolmente secondo i mesi. Mentre ruota provoca sulla Terra le maree. LE MAREE Le maree sono movimenti periodici di innalzamento (alta marea) e di abbassamento (bassa marea) del livello del mare. Esse sono dovute alla forza di attrazione che la Luna esercita sul nostro pianeta. Quando passa in verticale su un punto della superficie terrestre la Luna esercita una forza di attrazione sulle acque che si innalzano al di sopra del loro livello normale. Sono soggette a questa forza anche le acque che si trovano in quel momento dalla parte opposta della Terra, mentre in altri punti il livello del mare è più
basso. Le maree si verificano due volte ogni 24 ore e 50 minuti. L’innalzamento del livello marino dura quindi 6 ore e un quarto, così come la fase di abbassamento. LE MISSIONI SPAZIALI Il 20 luglio 1969 nei pressi del Mare della Tranquillità i primi uomini sbarcarono sulla Luna. Dopo essere entrati in orbita con la navicella spaziale Apollo11, gli astronauti E.Aldrin e N.Armstrong si trasferirono nel modulo per allunaggio, mentre la navicella era affidata al pilota M.Collins. Armstrong che fu il primo a toccare il suolo disse: “Questo è un piccolo passo per l’uomo, ma un balzo grande per l’umanità”. Venne poi raggiunto da Aldrin scattarono foto, raccolsero campioni di terra e insieme piantarono la bandiera statunitense. La navicella ammarò nell’Oceano Pacifico il 24 luglio.
Relazione dell'esperienza fatta con la professoressa Palici della Facoltà di Scienze di Torino Il lavoro è iniziato nell’anno scolastico 2009/2010. La classe VA della Scuola primaria Galvani, guidata dall’Insegnante Polimeni Antonella, dopo aver fatto diverse ricerche su Internet, ha lavorato in gruppi : - un gruppo di “matematici” ha elaborato la scala possibile per rispettare dimensioni e distanze, - gli altri gruppi hanno lavorato sul Sole e sui pianeti. I gruppi hanno riferito il lavoro svolto, elaborato i testi scritti e indicato le fonti di ricerca e la rielaborazione svolta. Insieme è stato scelto il materiale necessario per realizzare il modello in scala e il centro del Sistema. I pianeti e il Sole sono stati posizionati dal vero ,fino al pianeta Plutone ( angolo Stadio Viale Kennedy), poi il posizionamento è stato confrontato sulla carta topografica del quartiere Ovest. Strumenti: Un pallone da spiaggia per il sole, palline rimbalzine, legumi e semi per i pianeti, una mappa del quartiere ovest e cartoni per i pannelli riassuntivi del lavoro. Quando in classe è intervenuta la professoressa Palici, abbiamo visualizzato il Sistema Solare in questo modo: IL SOLE è stato rappresentato da un pallone da spiaggia di circa 30 cm di diametro che abbiamo posizionato su un albero nel cortile della scuola Primaria Galvani. MERCURIO è stato rappresentato con un semino minuscolo ( 1mm) e lo abbiamo messo a 12 m cioè a 12 grandi passi, per VENERE abbiamo usato un granello di pepe nero (2,5mm) e lo abbiamo disposto a 23 passi-metri dal Sole. NOI LA TERRA che siamo circa come Venere (3mm) l’abbiamo posizionata a 32 passi-metri dal Sole e rappresentata con un granello verde. MARTE è stato di nuovo un bruscolino piccolissimo, poco più di Mercurio a 49 metri. GIOVE invece è stato posizionato a 167 metri-passi della nostra scala quasi alla fine del parchetto che c’è davanti alla Scuola Galvani. E così è stato fatto con tutti gli altri pianeti fino a posizionare l’ultimo PLUTONE vicino allo stadio di Viale Kennedy. Ritornati in classe abbiamo riportato tutti i nostri dati su una tabella e ,li abbiamo confrontati con la tabella dei valori veri. Successivamente di ogni pianeta abbiamo fatto una scheda riassuntiva con pochi dati essenziali su atmosfera, temperatura media e possibilità di vita. Ovviamente non abbiamo messo nelle schede i satelliti dei pianeti ( d eccezione della LUNA), che sono tanti ma li abbiamo considerati nelle ricerche. Sembra ora che su un satellite di Saturno ci siano condizioni che farebbero pensare ad una possibilità nel passato di vita. Aspettiamo altre notizie in proposito dagli esperti. Abbiamo anche letto della scoperta di XENA il decimo pianeta ma anche per quest’ultimo, aspettiamo ulteriori notizie dagli scienziati.