Newsgroup: it.scienza.fisica
Titolo: Uno strumento un po'  meno enigmatico

    In questi ultimi giorni ho provato nuovamente lo strumento 
"misterioso" per l'osservazione delle macchie solari, del quale avevo 
parlato tempo fa anche su questo newsgroup. Anzi grazie proprio al 
prezioso contributo di diversi iscritti, in particolare ricordo e 
ringrazio i due "Elio": Elio Fabri e Elio Proietti (pangloss), ero 
riuscito a mettere insieme un'ipotesi di funzionamento che pero' 
necessitava ancora di verifiche.
    Ora essendo comparse tre macchie solari di medie dimensioni ho 
provato a osservarle.
    In effetti le macchie si vedono bene, come puntini, ma si vedono.
    Ho fatto diverse prove cronometrate secondo schemi diversi; 
cronometrare il tempo tra la collimazione dei due dischi solari, e 
quello nel quale i due dischi sono tangenti. Quest'ultimo istante sembra 
piu' facile da cogliere rispetto al primo. Ho quindi anche fatto prove 
cronometrate tra i due istanti "tangenti": in entrata e in uscita; e 
infine prove sulle macchie.
    Per spiegare i tempi ottenuti ho dovuto elaborare un modello 
teorico; una spiegazione sintetica insieme con un programmino PhP per 
fare il calcolo lo ho pubblicato alle pagine
http://www.liceofoscarini.it/didattic/astronomia/astro/sole/calcola_sole.phtml
[la latitudine di Venezia è 45°27'; la declinazione del Sole in questi 
giorni 23°26'; il semidiametro del Sole 15'44".] e 
http://www.liceofoscarini.it/didattic/astronomia/astro/sole/strumento_prova.html
 
    Il problema e' che sui tempi i conti tornano alla grossa, ma non 
alla perfezione e ci sono errori che mi paiono un po' eccessivi; ecco i 
risultati di alcune osservazioni degli ultimi due giorni:
21 giu 11h00m (ora vera 9h36m) 1m32s (teorico 1m27s)     
(sovrapposizione - tangente)
            11h56m (ora vera 10h32m) 1m11s (teorico 1m16s)
            12h00m (ora vera 10h36m) 1m13s (teorico 1m15s)
            12h50m (ora vera 11h26m) 1m08s (teorico 1m05s)
            13h08m (ora vera 11h44m) 1m09s (teorico 1m03s)
22 giu 8h00m (ora vera 6h36m) 1m42s (teorico 1m35s)
             9h57m (ora vera 8h33m) 1m36s - 1m42s (teorico 1m36s)    
(tang.- sovrapp.- tang.)
            10h28m (ora vera 9h04m) 1m31s - 1m40s  (teorico 1m32s)
            10h31m (ora vera 9h07m) 1m34s - 1m38s  (teorico 1m32s)
    C'e' quasi sempre un errore per eccesso che arriva anche a 5-6 sec.
    Mi vengono in mente solo queste spiegazioni
1.    errori accidentali dovuti alle difficolta' di cogliere l'attimo 
giusto;
2.    la parete riflettente del prisma non e' perfettamente verticale e 
questo va a incidere sull'angolo e quindi sul tempo. Probabilmente 
questo e' lo scopo della vite sulla base: cercare la verticale precisa., 
ma come verificarla?
3.   [la piu' inquietante!!] c'e' qualche errore nel modello teorico.
    Qualcuno ha idee su queste e altre possibili cause di errore?
    Comunque la tecnica provata questa mattina (intervallo tra le due 
"tangenti") sembra la piu' affidabile; il momento della "tangenza" e' 
piu' facile da cogliere del momento della sovrapposizione; se poi 
durante quei tre minuti si cronometra al volo il momento nel quale le 
due immagini di una macchia collimano, si ha una doppia misura della 
posizione della macchia. Facendo la proporzione con il tempo complessivo 
e' facile calcolare questa posizione.
    Un paio di prove hanno dato esiti abbastanza verosimili, nonostante 
la difficolta' di cogliere l'istante nel quale le due immagini della 
macchia coincidono.
    Immagino che nell'800 non calcolassero il tempo totale a tavolino 
(cosa non semplice senza computer!), ma si basassero sul dato misurato.
    Ho idea che fosse questa la tecnica di base; pero' resta una congettura!
-- 
Un cordiale saluto
Paolo Bonavoglia
insegnante di Matematica e Fisica
Liceo Classico "Marco Foscarini"
Cannaregio 4942 30131 V E N E Z I A
Pagine Web 
http://www.liceofoscarini.it/

 3.   [la piu' inquietante!!] c'e' qualche errore nel modello teorico.
Un mese fa avevo suggerito di usare lo strumento rivolto verso sud (al 
mezzogiorno solare vero), al fine di cronometrare le differenze di 
ascensione retta tra due punti del Sole.
Agendo sulla vite micrometrica della base dovrebbe essere possibile 
eseguire misurazioni corrette per un paio d'ore: basta inclinare il 
piano del prisma in modo che nel campo visivo *non* si osservino 
abbassamenti o innalzamenti delle immagini solari rispetto alla 
direzione (pressoche' orizzontale) del loro moto relativo.
Non avendo lo strumento una montatura equatoriale, mi sembra 
decisamente inopportuno puntarlo verso sud-est o verso sud-ovest.
A parte le complicazioni di calcolo, la misurazione di differenze di 
azimut e' poco significativa, trattandosi di una distanza angolare 
misurata secondo una direzione non inerziale.
In quanto al calcolo teorico, la tua competenza e' evidente, ma ho 
l'impressione che ti sia sfuggita una banale papera.
Lo strumento consente di cronometrare (verso mezzogiorno) la differenza 
"alpha" di ascensione retta tra i bordi del Sole. Questa coincide con il 
diametro angolare "phi" del Sole esclusivamente agli equinozi. Quando il
Sole ha una generica declinazione "delta" risulta con buona approx:
phi = alpha * cos(delta)
In data 21/06/04 le effemeridi del Sole forniscono:
phi = 30' 31"       delta = 23° 26' 
Se ne trae una differenza di ascensione retta tra i bordi del Sole:
alpha = 33' 22" = 133.5 s
Il valore teorico della differenza di a.r. tra il centro del Sole ed il 
bordo e' dunque circa di 1m 07s (in buon accordo con le tue misurazioni).
Cordiali saluti.
-- 
     Elio Proietti        

 l'impressione che ti sia sfuggita una banale papera.
	Si, proprio una brutta "papera"! Avevo dimenticato che il Sole sulla 
sfera celeste non percorre un cerchio massimo (salvo che agli equinozi), 
ma un cerchio "parallelo" con raggio R.cos(delta).
	Ora ho corretto il programmino PhP di calcolo e torna quasi tutto; nel 
senso che quasi tutte le misure di tempo effettuate nei giorni intorno 
al solstizio corrispondono ai dati teorici con errori di 0, 1 e al 
massimo 2sec.
	Resta solo una misurazione fuori di molti secondi, ma probabilmente si 
e' trattato di un errore accidentale.
	Faro' qualche altra prova nei prossimi giorni, ma dovremmo ormai esserci.
	Intanto e' emerso una altro curioso aspetto di questo strumento, ma su 
questo inviero' un messaggio a parte dopo aver fatto qualche altra prova.
	Grazie per il prezioso aiuto e cordiali saluti.
	Paolo Bonavoglia
	Liceo Foscarini - Venezia

 l'impressione che ti sia sfuggita una banale papera.
	Si, proprio una brutta "papera"! Avevo dimenticato che il Sole sulla


 l'impressione che ti sia sfuggita una banale papera.
Gia', era sembrato anche ame; poi sono stato distratto e non ho
seguito il calcolo in dettaglio, per cui non mi sono sentito di dire
niente.
Intervengo in realta' per parlare di tutt'altro...
Ho guardato il tuo sito e in particolare le fotografie delle eclissi
di Luna.
Certo che Venezia come scenografia per le eclissi e' ineguagliabile...
Peccato solo la scarsa risoluzione dell'immagine JPEG. Suppongo che
l'originale su pellicola fosse molto molto meglio.
Ma mi sono soffermato su quella del 16-9-97, dove si vede la Luna
quasi dal suo sorgere, dietro S. Giorgio.
La cosa interessante e' la "traiettoria" percorsa dalla Luna. Dato che
siamo vicini all'equinozio, la declinazione della Luna e' poco diversa
da zero, forse -2 o -3 gradi. Quindi l'arco dovrebbe essere concavo
verso il basso.
Invece all'inizio si vede una spiccata concavita' verso l'alto. La
spiegazione sta nella rifrazione, che nella prima immagine dovrebbe
essere attorno a 10' o piu'.
L'ho voluto segnalare perche' non avevo mai visto l'effetto della
rifrazione cosi' evidente.
Te n'eri accorto?
 
------------------------------
Elio Fabri
Dip. di Fisica - Univ. di Pisa
------------------------------

 Te n'eri accorto?
	Si ricordo di essermene accorto e di aver attribuito la cosa a un 
leggero assestamento del cavalletto dopo la prima posa, assestamento 
visibile anche nella doppia immagine della chiesa di S.Giorgio; si vede 
molto bene nella diapositiva ingrandita, molto meno nell'immagine JPEG; 
una cosa del genere e' sicuramente successa anche prima delle ultime 
quattro pose. Un inconveniente che avevo segnalato alla fine della 
pagina che ospita la fotografia in questione.
	Ora controllando la foto con un righello noto che effettivamente anche 
la seconda (e forse la terza posa) e' disallineata dunque credo che la 
tua spiegazione sia almeno in parte corretta.
	Paolo Bonavoglia
	Venezia

 intendi per non inerziale?
Le tue attuali osservazioni riguardano il diametro angolare del Sole: 
avendo la fotosfera simmetria sferica non ha alcuna importanza in quale 
direzione (alias a quale ora) esegui la misurazione.
Per una macchia solare il discorso e' diverso: cio' che puoi misurare 
con il tuo metodo e' la differenza di azimut tra la posizione della 
macchia ed i bordi sn e dx del Sole, cioe' le distanze angolari tra tre 
segmenti di retta verticali: le due rette tangenti ai bordi del Sole e 
la retta passante per la macchia.
La differenza di azimut tra la macchia ed un bordo del Sole non e' 
di per se' significativa, poiche' dipende dall'ora di osservazione, 
essendo appunto la verticale una direzione non inerziale (ovviamente
invece la differenza di azimut fra i due bordi del Sole non varia).
Non dico tuttavia che la strada da te seguita sia priva d'interesse: 
eseguendo due o piu' misurazioni intervallate di alcune ore, vedo la 
possibilita' di determinare addirittura in modo completo la posizione 
della macchia (in ascensione retta e declinazione), sia pure con 
calcoli piutosto laboriosi.
Ritengo comunque che l'uso "storico" dello strumento sia quello gia' 
indicato. L'escursione della vite micrometrica mi sembra notevole: 
ho l'impressione che essa permetta di simulare l'assetto di una 
montatura equatoriale per circa un paio d'ore (verso mezzogiorno).
-- 
     Elio Proietti
     Valgioie (TO)
 

 montatura equatoriale per circa un paio d'ore (verso mezzogiorno).
	E' molto probabile che fosse cosi'; i nostri bisnonni nell'800 non
avevano il computer a disposizione!
	Pero' non riesco a immaginare come simulare in pratica l'equatoriale,
ovvero come sapere di quanto inclinare lo strumento; forse con l'aiuto
di tavole apposite?
	D'altra parte considerata anche la limitata precisione dello strumento
c'e' un buon margine di tolleranza attorno al mezzogiorno vero.
	Per ora la vite micrometrica io la uso soprattutto per regolare
l'inclinazione del prisma, cercando di portarlo sulla verticale.
	Un fatto curioso, forse significativo, e' che il piano riflettente del
prisma non e' parallelo all'asta di sostegno, per cui se 
p.es
. si
rovescia il cannocchiale spostando il prisma da destra a sinistra (o
viceversa) si deve lavorare un bel po' sulla vite per riportare il
prisma sulla verticale e ritrovare l'immagine sdoppiata.
	Grazie e cordiali saluti.
	Paolo Bonavoglia
	Venezia