Chiedi a una classe perché la Luna cambia forma e quasi sempre qualcuno dirà che la Terra si mette in mezzo e proietta la sua ombra sulla Luna. È uno dei malintesi scientifici più diffusi, anche tra gli adulti. Sembra ragionevole, ma è sbagliato e, sorprendentemente, è molto difficile da correggere con un semplice diagramma.
Questa lezione fornisce agli studenti gli strumenti per mettere alla prova da soli l’idea dell’ombra e sostituirla con la spiegazione corretta.
La vera ragione in una frase
Il Sole illumina sempre esattamente metà della Luna. Mentre la Luna orbita intorno alla Terra, vediamo porzioni diverse di quella metà illuminata.
Niente copre la Luna. Durante la luna nuova, la metà illuminata è rivolta dalla parte opposta rispetto a noi. Durante la luna piena, è completamente rivolta verso di noi. Tutte le fasi intermedie sono una combinazione della metà illuminata e di quella buia, viste di sbieco.
Guardala dall’alto
Il passaggio fondamentale è mostrare due prospettive contemporaneamente: la Luna che gira intorno alla Terra, vista da molto in alto sopra il Polo Nord, e l’aspetto della Luna vista da terra. Il laboratorio sulle fasi lunari affianca le due prospettive; puoi trascinare la Luna lungo la sua orbita oppure riprodurre un mese intero.
Chiedi agli studenti di mettersi sulla Terra raffigurata e di osservare una Luna alla volta. Nella posizione più vicina al Sole vedono solo il lato buio. Dopo un quarto di orbita vedono metà illuminata e metà buia. Sul lato opposto vedono tutta la faccia illuminata.
Come appare vista dalla Terra
Tre modi per verificare l’ipotesi dell’ombra
Non limitarti a dire agli studenti che l’idea dell’ombra è sbagliata. Fornisci loro delle prove e lascia che siano loro a confutarla.
1. In che direzione punta l’ombra?
L’ombra della Terra punta sempre direttamente nella direzione opposta al Sole. Vista dall’alto, questo significa che può raggiungere la Luna solo quando questa si trova dalla parte opposta, durante la luna piena. Le falci di Luna, invece, si verificano quando la Luna è dalla stessa parte del Sole, dove l’ombra della Terra non può assolutamente arrivare.
2. La forma non è corretta
L’ombra della Terra è rotonda e molto più grande della Luna, quindi quando si proietta sulla Luna lascia sempre un’incavatura nella parte illuminata. Una Luna gibbosa ha una parte illuminata che sporge verso l’esterno su entrambi i lati. Nessuna ombra rotonda può creare questa forma, ma una sfera illuminata da un lato e vista di sbieco la mostra ogni mese.
3. A volte vediamo davvero l’ombra
Quando la Luna attraversa davvero l’ombra della Terra, si parla di eclissi lunare. Si verifica solo con la luna piena, dura qualche ora anziché due settimane e spesso la Luna assume una tenue tonalità rossa. Ecco com’è l’ombra della Terra: non assomiglia affatto a una falce.
Perché non ci sono eclissi ogni mese? L’orbita della Luna è inclinata di circa 5 gradi, perciò di solito la Luna passa appena sopra o sotto l’ombra. Nel laboratorio l’orbita è mantenuta piatta per rendere più facili da vedere le fasi, quindi è una buona domanda da porre quando gli studenti hanno capito il quadro generale.
Quando si può vedere ciascuna fase?
Gli studenti spesso si sorprendono nello scoprire che la Luna è visibile anche di giorno. Attivate le ore del giorno nel laboratorio: la tabella degli orari si ricava dallo stesso quadro. Ogni giorno la Luna raggiunge il punto più alto nel cielo circa 50 minuti più tardi.
| Fase | Giorni dalla luna nuova | Sorge circa alle | È più alta nel cielo circa alle | Tramonta circa alle |
|---|---|---|---|---|
| Luna nuova | 0.0 | 06:00 | 12:00 | 18:00 |
| Luna crescente | 3.7 | 09:00 | 15:00 | 21:00 |
| Primo quarto | 7.4 | 12:00 | 18:00 | 00:00 |
| Luna gibbosa crescente | 11.1 | 15:00 | 21:00 | 03:00 |
| Luna piena | 14.8 | 18:00 | 00:00 | 06:00 |
| Luna gibbosa calante | 18.5 | 21:00 | 03:00 | 09:00 |
| Ultimo quarto | 22.1 | 00:00 | 06:00 | 12:00 |
| Luna calante | 25.8 | 03:00 | 09:00 | 15:00 |
Orari locali approssimativi, senza considerare la latitudine né l’inclinazione dell’orbita, come nel laboratorio.
La Primo quarto sorge quindi verso le 12:00 ed è già alta nel cielo pomeridiano prima che tramonti il Sole. La Luna piena sorge verso le 18:00, proprio mentre il Sole tramonta: ecco perché è visibile per tutta la notte. Un buon compito per casa: cercate la Luna dopo la scuola, qualche giorno dopo il novilunio, e disegnate ciò che vedete.
Emisferi nord e sud
Se insegni in Australia, Nuova Zelanda, Sudafrica o Sud America, la Luna appare capovolta. Quando è crescente, la parte illuminata è a sinistra anziché a destra. Il laboratorio ha un selettore dell’emisfero, così gli studenti possono vedere che la fase è la stessa ovunque sulla Terra: cambia solo la nostra posizione e il modo in cui la osserviamo.
Una sequenza di lezioni
- Chiedi alla classe di disegnare come pensa che si verifichino le fasi lunari. Conserva i disegni: rappresentano il prima.
- Mostra insieme la vista dall’alto e la vista dalla Terra. Fai scorrere un mese lentamente e fermati a ogni fase indicata.
- Attiva l’indicatore della metà rivolta verso la Terra e chiedi agli studenti di prevedere ogni fase prima di mostrarla.
- Svolgi i tre test sulle ombre descritti sopra sotto forma di discussione in classe.
- Chiedi agli studenti di ridisegnare la loro spiegazione e di confrontarla con il primo disegno.
Domande per verificare la comprensione
- Se stasera la Luna è al primo quarto, in quale fase sarà tra circa due settimane?
- Perché non si può mai vedere una Luna crescente a mezzanotte?
- Qualcuno dall’altra parte della Terra osserva la Luna stasera. Vede una fase diversa?
- Quando c’è la Luna nuova, la faccia nascosta della Luna è al buio?