Le eclissi di Sole e di Luna

prendi un foglio opaco di carta o cartoncino bianco, un oggetto sferico e una sorgente di luce, per esempio una lampadina. Metti l'oggetto tra la luce e il foglio e prova a proiettarne l'ombra su di esso.
Che cosa succede se l'oggetto viene spostato lateralmente ?

Mantieni ora l'oggetto fermo tra la lampadina e il foglio: cosa succede se lo avvicini e lo allontani dal foglio ? Ti accorgerai che l'ombra proiettata dall'oggetto ha la forma di un cono, come nella figura qui sopra. Questo cono non ha i contorni ben definiti, ma è circondato da una zona di penombra.
Lo puoi notare sul foglio di carta: l'ombra sferica è circondata da un anello di penombra.
Prova a sostituire adesso il foglio con un altro oggetto sferico e ripeti le tue osservazioni. Che tipo di ombra proietta il primo sul secondo ? Come varia quest'ombra quando cambia la posizione relativa dei due oggetti ?

Nell'immagine qui sotto puoi vedere un sistema analogo a quello che hai usato per le tue osservazioni: si tratta del sistema Sole-Terra-Luna. Ricordiamo che l'eclittica è il piano dell'orbita terrestre intorno al Sole e che la linea dei nodi è l'intersezione tra il piano orbitale della Luna e quello della Terra.

Le dimensioni relative dei tre corpi celesti non sono in scala, e l'inclinazione dell'orbita della Luna sull'eclittica è stata esagerata.
Qui puoi vedere invece le dimensioni dell'orbita lunare rispetto al Sole.

Ora immagina che la Terra e la Luna si trovino entrambe sulla linea dei nodi. Che cosa succede ? Se la Terra si trova tra la Luna e il Sole, si ha un'eclisse di Luna: la Terra proietta la propria ombra sulla Luna, oscurandola.
Se invece è la Luna a trovarsi tra Terra e Sole, essa ci nasconde la vista di quest'ultimo e perciò si ha un'eclisse di Sole.

(Cortesia Andrés Valencia)

La sequenza di un'eclisse di Luna. La Luna viene oscurata pian piano dall'ombra della Terra. Tuttavia essa resta visibile anche nel momento dell'oscuramento totale, assumendo però un colore rossastro.

A cosa è dovuto questo colore ? La Luna riflette verso di noi la luce solare, che attraversando l'atmosfera si tinge di rosso, esattamente come la luce solare al tramonto.
È abbastanza raro che la Luna diventi totalmente nera durante un'eclisse: di solito il suo colore varia dal rosso rame al grigio-bruno.

Affinché avvenga un'eclissi, non basta però che Sole, Luna e Terra siano perfettamente allineati. Occorre anche che il Sole e la Luna abbiano dimensioni angolari apparenti uguali, cioè che occupino la stessa superficie sula sfera celeste.

Osserva questa immagine: la moneta che l'osservatore tiene in mano e la persona che sta sullo sfondo hanno, ovviamente, una dimensione molto diversa. Tuttavia, se sono posti ad una distanza opportuna tra loro e rispetto a chi osserva, possono avere la stessa dimensione angolare, cioè "occupare" lo stesso angolo di cielo.

Per capire meglio questo concetto, puoi provare a misurare il diametro apparente del Sole.

Procurati un pezzo di cartoncino rigido e scuro, meglio se nero. Pratica un foro al centro servendoti di un chiodo. Mettiti di fronte ad una parete sgombra e ben illuminata dal Sole ed avvicina un tavolo alla parete. Fissa il cartoncino sul tavolo in verticale, con un pezzo di plastilina o altro, in modo che sia parallelo alla parete. Quando il Sole illuminerà perpendicolarmente il cartoncino, i suoi raggi passeranno attraverso il foro, disegnando sulla parete un dischetto luminoso. Misura il diametro AB del dischetto e la distanza d del cartoncino dalla parete.

Il rapporto tra la distanza AB e la distanza d dà la misura dell'angolo C, cioè della dimensione angolare del Sole.

Più precisamente, l'angolo C si ricava dal rapporto tra il segmento AB e una circonferenza di raggio d.

AB:2d = C:360o quindi C= 360o AB : 2 d Inoltre sappiamo che 360o sono pari a 1.296.000 secondi d'arco, quindi possiamo ricavare la dimensione angolare del Sole, che è pari a circa 33 ".

Adesso prova a rispondere ad una domanda per verificare quello che hai imparato finora.