La necessità di ottemperare ad un sempre più oppressivo fabbisogno energetico, accompagnata ad una progressiva sensibilizzazione alle tematiche ambientaliste, hanno indotto l’uomo a voler sfruttare questa grande risorsa donata dalla nostra stella, il sole, per produrre corrente elettrica. Gli impianti fotovoltaici sono costituiti essenzialmente da una serie di pannelli recanti sulla propria superficie moltissime celle fotovoltaiche.

Il materiale più utilizzato per la realizzazione di questi dispositivi è il Silicio.

Il silicio negli impianti fotovoltaici e nelle celle fotovoltaiche

Il silicio è un semiconduttore, ossia gli elettroni di valenza (che si trovano sull’orbitale più esterno e gli unici a formare legami atomici) non sono eccessivamente mobili, come accade nei materiali conduttori, né tantomeno bloccati, come avviene nei materiali isolanti, nella cosiddetta “banda di valenza”.

Nell’atomo di silicio, la quantità di energia necessaria ad accelerare gli elettroni della banda di valenza è molto piccola, pertanto le particelle in questione possono passare nella banda di conduzione solo nel caso di assorbimento d’energia proveniente dall’esterno, come quella fornita dalla radiazione solare che, attraverso l’effetto fotoelettrico, è in grado di trasformare un materiale semiconduttore come il silicio, in un materiale conduttore.

Gli elettroni, una volta scalzati dalla loro banda di valenza, vengono convogliati in apposite griglie metalliche incastonate sulla superficie del pannello, generando corrente elettrica continua, che per poter essere utilizzata necessita di essere alternata nell’apposito inverter che ha la funzione di rendere la corrente fruibile con la frequenza di utenza (50Hz).

La luce: onda o particella?

Prima di sviluppare il principio secondo cui è possibile produrre corrente elettrica dalle onde luminose, non è possibile, a questo punto, evitare le domande: “Che cos’è la luce?“, “Di cosa è composta?”.

L’esperienza quotidiana ci suggerisce che la luce si propaga in linea retta; si pensi, ad esempio, ad un raggio luminoso che penetra in una stanza buia attraverso una fenditura nel muro. Dall’osservazione notiamo, infatti, che il raggio è rettilineo, mentre se prendessimo uno specchio per deviarne la direzione, noteremmo anche in questo caso un andamento rettilineo, poiché l’angolo di incidenza del raggio luminoso sulla superficie è uguale a quello di riflessione.

A partire dalla metà del Seicento, le teorie fisiche sui fenomeni luminosi erano diverse, pertanto, sono stati necessari ben due secoli per dimostrare l’effettiva natura della luce, ponendo in tal modo fine a molte delle controversie.

Le teorie della luce

Il dibattito era incentrato su due modelli postulati negli stessi anni che, descrivendo perfettamente alcuni fenomeni propri della luce anche se in maniera differente, non sembravano trovare un punto di incontro, quindi una svolta.

Il modello corpuscolare descriveva la luce come un flusso di particelle microscopiche (i cosiddetti corpuscoli), emessi in forma CONTINUA da opportune sorgenti luminose. Si trattava di flussi rettilinei e in grado di attraversare alcune superfici (quelle trasparenti) mentre “rimbalzavano” sui materiali opachi alla luce, tanto da impedirne l’attraversamento.

Il modello ondulatorio, d’altra parte, descriveva la luce come un’onda la cui propagazione avveniva in maniera analoga alle onde elastiche (come quelle che diffondono un sisma dal proprio punto di origine).

La luce è intesa quindi come trasferimento di energia e non di materia (corpuscoli), tanto da essere definita “energia radiante“.

Newton e Huygens

Tra i sostenitori della teoria corpuscolare vi era Isaac Newton (1642-1727), secondo cui i fenomeni luminosi si riducono ad un mero movimento di particelle con le proprietà di qualsiasi punto materiale (si pensi al moto delle biglie sul tappetino del tavolo da biliardo) che, urtando la retina dell’occhio, stimolano il senso della vista.

Il modello ondulatorio fu sostenuto da Christiaan Huygens (1629-1695), uno scienziato olandese contemporaneo a Newton, il quale descriveva la luce non più come flusso di particelle interagenti grazie a continui urti, bensì come onde circolari.

Per comprendere il fenomeno si pensi, ad esempio, ad un sasso che precipita in un pozzo: le onde circolari che si sollevano ritmicamente sulla superficie dell’acqua, propagandosi in direzione radiale, si allontanano dalla sorgente.

La svolta: la teoria dei quanti

Le varie teorie descritte risultavano complementari per molti aspetti; mentre un modello riusciva a descrivere un fenomeno, l’altro ne approfondiva altri versanti.

Max Planck (1858-1947) avanzò una ipotesi rivoluzionaria, secondo cui l’energia radiante, precedentemente introdotta, non veniva emessa in forma continua, ma per piccolissime quantità fisiche (discontinue), dette quanti.

L’energia associata a un quanto con frequenza ν è pari a E = hν, dove h è la costante di Planck, pari a 6.625x Js.

Per capire la differenza tra emissione continua ed emissione discontinua, si può pensare ad un particolare molto comune nella vita di ogni giorno: il rubinetto aperto di un lavandino fornisce acqua in maniera continua mentre le bottiglie forniscono, invece, acqua per quantità discrete pari al volume della bottiglia stessa.

Il concetto di quantizzazione può essere descritto da un altro esempio altrettanto comune: una palla può rotolare verso il basso o su un piano inclinato oppure rimbalzare lungo una scala. Nel primo caso la sfera ha un moto continuo, mentre nel secondo, gradino dopo gradino, ha un moto discontinuo, cioè avviene per salti in cui ogni scalino rappresenta un quanto di energia.

L’effetto fotoelettrico: produrre corrente elettrica dalla luce

Ai tempi di Planck, si conosceva già da tempo il fenomeno secondo cui sottoponendo una lamina di metallo ad una certa radiazione luminosa di determinata frequenza, essa si caricava elettricamente con carica positiva, quindi emetteva elettroni, cioè corrente elettrica (opportunamente rilevabile da strumenti come il Galvanometro, nome che deriva dal nome di Luigi Galvani).

Gli elettroni sono trattenuti all’interno del metallo da una certa energia, quindi per espellerli è necessario investire la lamina metallica da una radiazione luminosa avente energia E = hν, pari all’energia che trattiene le particelle all’interno del materiale.

Per comprendere meglio il fenomeno, si immagini di dover calciare un pallone oltre una staccionata: se l’energia impressa al corpo è troppo bassa, l’oggetto colpirà l’ostacolo e tornerà indietro, ma se il bersaglio venisse colpito con la forza necessaria, solo a quel punto, il pallone riuscirebbe a superare la barriera.

Nell’effetto fotoelettrico, l’energia necessaria E è proporzionale alla frequenza della radiazione luminosa incidente la lamina; se si supera la frequenza critica di radiazione (propria del materiale colpito dalla luce), si raggiunge la condizione sufficiente per cui si riesce a “scalzare” gli elettroni dalla lamina e quindi produrre corrente elettrica (su vasta scala).

Einstein e i fotoni

Queste osservazioni indussero Einstein a confermare l’ipotesi secondo cui la luce fosse sia un’onda elettromagnetica (descritta dalle equazioni di Maxwell) ma che avesse anche una natura corpuscolare. Solo le particelle cariche di energia, infatti, sarebbero in grado non solo di spostare altre particelle (in questo caso elettroni), ma di impartire ad esse una accelerazione tanto maggiore quanto più intensa è la radiazione.

A queste particelle di luce venne dato il nome di fotoni e la scoperta dell’effetto fotoelettrico (principio alla base dei comuni impianti fotovoltaici) valse ad Einstein il premio Nobel del 1921.

Attraverso la fotosintesi clorofilliana, le piante producono glucosio (zuccheri) a partire da acqua e anidride carbonica, utilizzando la luce solare come energia.

Linfa grezza e linfa elaborata

Acqua e sali minerali compongono la linfa grezza, che viene assorbita dalle radici della pianta per poi risalire fino alle foglie attraverso il fusto. Le foglie utilizzano la linfa grezza, l’anidride carbonica contenuta nell’atmosfera e la luce del Sole per produrre il nutrimento per la pianta, ovvero la linfa elaborata, composta da zuccheri.

Come avviene la fotosintesi clorofilliana

Il termine “fotosintesi clorofilliana” è composto da: foto, ovvero luce; sintesi, intesa come combinazione di più sostanze, e clorofilliana, aggettivo che deriva da clorofilla, il pigmento che conferisce alle foglie il colore verde. La concentrazione di clorofilla influisce anche sull’ingiallimento delle foglie in autunno.

La fotosintesi clorofilliana avviene quando la linfa grezza sale attraverso i canali linfatici fino alle foglie, dove la clorofilla assorbe la luce proveniente dal Sole e ne trattiene l’energia, trasformandola in energia chimica che, a sua volta, trasforma l’anidride carbonica presente nell’atmosfera in zuccheri (linfa elaborata), nutrimento fondamentale utilizzato dalla pianta per crescere, fiorire e produrre semi e frutti. La fotosintesi clorofilliana avviene solo di giorno, poiché necessita della luce del Sole.

Produzione di ossigeno

Nel corso del processo di fotosintesi, viene prodotto anche l’ossigeno, elemento indispensabile alla vita, che viene liberato nell’atmosfera attraverso gli stomi, piccoli fori presenti sulle foglie. Per questo, le piante sono di vitale importanza per il nostro pianeta e dobbiamo imparare a proteggerle. Le piante, quindi, assorbono l’anidride carbonica presente nell’aria e rilasciano ossigeno. Questo processo si è rivelato fondamentale per la storia della vita sulla Terra: con il passare dei millenni, la concentrazione di ossigeno negli oceani e nell’atmosfera è aumentata sempre più e questo ha permesso che si creasse aria respirabile dagli esseri viventi, che hanno così potuto lasciare progressivamente l’ambiente marino per colonizzare quello terrestre.

Autotrofia ed eterotrofia

Le piante verdi, essendo organismi in grado di fabbricarsi da soli il nutrimento, sono dette autotrofe, cioè che si nutrono da sé. Gli altri organismi viventi che si nutrono di sostanze organiche elaborate da altri esseri viventi sono detti eterotrofi, cioè che si nutrono da altri, come gli animali, i funghi ed i batteri.

Etimologia

Il termine Sole deriva dal latino sol, solis, derivato a sua volta dal sanscrito sûryas, in origine svaryas, la cui radice svar- significa “risplendere”. Dalla stessa radice deriva l’aggettivo greco séirios, originariamente swéirios, ovvero “splendente”.

Caratteristiche generali del Sole

Il Sole è una stella di dimensioni medio-piccole, classificata come una nana gialla e posizionata a circa 26 mila anni luce dal centro della nostra galassia, la Via Lattea. Collocata all’interno del Braccio di Orione, uno dei bracci della Via Lattea, la nostra stella madre è costituita principalmente da idrogeno ed elio e la sua temperatura superficiale raggiunge mediamente i 5.500°C. Il suo diametro all’equatore si aggira intorno al milione e 400 mila chilometri, cioè quasi 110 volte quello della Terra. La massa solare è pari a circa 332.946 volte la massa della Terra.

Fase attuale del Sole

Il Sole attualmente si trova in una fase di stabilità, durante la quale l’astro genera energia fondendo nel suo nucleo idrogeno in elio. Questo processo genera una grande quantità di energia, emessa nello spazio sotto forma di radiazioni elettromagnetiche (radiazioni solari), flusso di particelle (vento solare) e neutrini. La radiazione solare è emessa come luce visibile ed infrarossi e consente la vita sulla Terra, regolando anche il clima e i fenomeni meteorologici. Le reazioni di fusione nucleare che avvengono nel nucleo del Sole generano energia, a discapito però della sua massa, che diminuisce.

Struttura del Sole

La struttura interna del Sole è costituita da involucri concentrici che però, essendo gassosi, non hanno limiti netti. Dal centro verso l’esterno troviamo: il nucleo, la zona radiativa, la tachocline, la zona convettiva, la fotosfera e l’atmosfera, suddivisa a sua volta in cromosfera, zona di transizione e corona.

Nel nucleo, dove si raggiungono temperature di circa 15 milioni di gradi centigradi, avvengono le reazioni di fusione nucleare dell’idrogeno in elio, fonte dell’energia solare che viene assorbita dalla zona radiativa e trasmessa per irraggiamento agli strati superiori.

La tachocline è la zona di transizione tra la zona radiativa e la zona convettiva e segna il passaggio tra la parte più interna del Sole e quella esterna. Nella zona convettiva, l’energia termica viene portata agli strati più esterni del Sole, attraverso i moti convettivi.

La fotosfera è lo strato superficiale del Sole, dove avvengono fenomeni come le macchie solari e i flares e dove la temperatura si aggira intorno ai 5.500 °C. Al di sopra della fotosfera vi sono gli strati che costituiscono l’atmosfera solare: la cromosfera, che è un sottile strato caratterizzato da brillamenti visibili durante una eclissi totale di Sole con particolari apparecchiature; la zona di transizione, che appare come una sorta di alone attorno alla cromosfera; la corona, che è la parte esterna dell’atmosfera solare, si estende nello spazio per decine di milioni di chilometri, in modo tenue, ed è anch’essa visibile durante le eclissi solari totali con particolari apparecchiature.

Il campo magnetico solare

Il campo magnetico solare è all’origine di vari fenomeni, comunemente chiamati “attività solare”; tra essi troviamo il vento solare, le macchie solari e i brillamenti. Il campo magnetico solare si inverte ogni 11 anni circa, portando al cambio di polarità. Un ciclo solare è appunto un periodo di tempo della durata di 11 anni circa, durante il quale si verifica un aumento e poi una diminuzione del numero di macchie solari.

Macchie solari

Le macchie solari sono delle regioni della superficie del Sole caratterizzate da una temperatura inferiore rispetto alle aree circostanti e da una intensa attività magnetica. Osservate con particolari filtri, appaiono più scure rispetto al resto della fotosfera e la loro forma è molto variabile, come anche la dimensione. Le macchie solari seguono un ciclo regolare di circa 11 anni, con periodi di maggiore e minore attività.

Il vento solare

Il vento solare è un flusso di particelle generato dall’espansione della corona solare ed è emesso continuamente dal Sole. La magnetosfera, ovvero la regione di spazio circostante la Terra nel quale si manifesta l’azione del campo magnetico terrestre, è un prezioso scudo che ci protegge dai raggi cosmici e dal vento solare. L’interazione tra il vento solare e il campo geomagnetico della Terra produce il fenomeno dell’aurora polare.

Brillamenti solari

Il brillamento solare, in inglese solar flare, è un evento durante il quale viene rilasciata, in un tempo brevissimo, un’enorme quantità di energia da una regione localizzata sulla fotosfera del Sole; i brillamenti solari possono causare notevoli disturbi elettromagnetici sia sulla Terra che durante le missioni spaziali.

Nel video che segue, il Solar Dynamics Observatory (SDO) della Nasa ha ripreso uno spettacolare brillamento solare avvenuto il 24 agosto 2014.

Protuberanze solari

Una protuberanza solare è un getto di plasma solare che dalla cromosfera si estende fino alla zona della corona solare, raggiungendo altezze di centinaia di migliaia di chilometri.

Rotazione solare

Il Sole è una sfera di plasma, cioè gas altamente ionizzato ad elevata temperatura; non possedendo le caratteristiche di un corpo rigido, la nostra stella ruota attorno al suo asse in modo diverso a seconda della latitudine: all’equatore ruota più velocemente che non ai poli ed il suo periodo di rotazione, ovvero il tempo impiegato per compiere una rotazione completa sul proprio asse, varia tra i 25 giorni dell’equatore e i 35 dei poli. Il Sole, e con lui l’intero Sistema Solare, orbita attorno al centro della Via Lattea ad una velocità approssimativa di 230 Km al secondo.

Età del Sole

L’attuale età del Sole è stimata a 4,57 miliardi di anni e, considerando la vita media delle stelle simili, il Sole si trova a metà della sua evoluzione stellare. Tra circa 5 miliardi di anni, sarà destinato a spegnersi lentamente, quando esaurirà completamente l’idrogeno nel suo nucleo.

Osservazione del Sole

Osservare il Sole senza le dovute precauzioni è molto pericoloso e può portare alla cecità. Anche durante le eclissi, il Sole va osservato con filtri specifici destinati a questo scopo, che rendono sicura l’osservazione. L’osservazione diretta del Sole ad occhio nudo, anche per brevi periodi, può causare danni irreversibili agli occhi.

Il Sole nella cultura

Il Sole, che scandisce la nostra esistenza con le sue albe e i suoi tramonti, ha ispirato nel tempo artisti, letterati e poeti. Il profondo rapporto che lega da sempre gli esseri umani al Sole è espresso in numerosi pensieri, componimenti, riflessioni e aforismi che potete trovare a questo link: “Frasi sul Sole“.

Eclissi di Luna

L’eclissi lunare si verifica quando la Terra si interpone fra la Luna ed il Sole: l’ombra della Terra oscura, totalmente o parzialmente, la Luna. Questo fenomeno avviene durante il plenilunio. Le reciproche distanze fra il Sole, la Luna e la Terra fanno in modo che l’ombra prodotta sia di forma conica e quindi il cono d’ombra proiettato dalla Terra è sempre più ampio della Luna ed accompagnato anche da un cono di penombra. Si possono quindi verificare vari tipi di eclissi di Luna: eclissi totale, quando la Luna entra totalmente nel cono d’ombra; eclissi parziale, quando la Luna entra parzialmente nel cono d’ombra; eclissi penombrale, quando la Luna entra, totalmente o parzialmente, nel cono di penombra.

La Luna rossa

La Luna rossa, in astronomia, è un fenomeno ottico di rifrazione che avviene durante le eclissi di Luna. Quando quest’ultima è completamente nell’ombra della Terra, parte dei raggi solari sfiorano la superficie terrestre, attraversano l’atmosfera e vengono deviati, rifratti, fino a raggiungere la Luna, che appare di un colore rossastro. Questo colore è dovuto al fenomeno della rifrazione: i raggi solari, prima di giungere alla Luna, attraversano l’atmosfera terrestre che “assorbe” alcune frequenze di luce solare: riescono a passare soltanto le frequenze più basse, corrispondenti a quelle della colorazione rossa; la Luna, quindi, è raggiunta da questa luce rifratta dall’atmosfera terrestre, che è in prevalenza rossa.

In pratica, pur non essendo direttamente illuminata dai raggi del Sole, la Luna riceve comunque una minima quantità di luce filtrata dall’atmosfera terrestre, assumendo la suggestiva colorazione rossa; è come se il nostro satellite venisse illuminato da una luce con un filtro rosso. È lo stesso principio secondo il quale noi vediamo il cielo di colore blu.

Eclissi di Sole

L’eclissi solare si verifica quando la Luna si interpone fra la Terra ed il Sole: una parte della superficie terrestre rimane oscurata poiché attraversa il cono d’ombra generato dalla Luna, che ci appare transitare davanti al Sole, occultandolo. Questo fenomeno avviene durante il novilunio. Possono verificarsi i seguenti tipi di eclissi di Sole: eclissi totale, quando la Luna oscura totalmente il Sole; eclissi parziale, quando la Luna oscura parzialmente il Sole; eclissi anulare, quando il disco lunare appare più piccolo rispetto a quello solare: in questo caso, nella fase massima dell’eclissi, del Sole resta visibile solo un anello luminoso.

Per l’osservazione di un’eclissi di Sole, sia ad occhio nudo che con strumenti ottici, occorrono adeguate protezioni e filtri per evitare l’insorgere di gravi danni agli occhi.

Il ciclo di Saros

Le eclissi hanno la caratteristica della periodicità, ovvero si ripetono ad intervalli di tempo regolari, secondo un ciclo detto “ciclo di Saros“, noto già agli antichi astronomi Caldei più di 2.500 anni fa, che dura circa 18 anni, 10 o 11 giorni (a seconda degli anni bisestili inclusi) e 8 ore. All’interno di un ciclo di Saros si verificano 70 eclissi, 41 di Sole e 29 di Luna.

Sole di mezzanotte: la causa del fenomeno

L’inclinazione dell’asse di rotazione terrestre, a latitudini superiori a 66° 33’, fa in modo che il Sole non scenda mai sotto l’orizzonte. La Terra, ruotando sul suo asse inclinato, fa sì che il Polo Nord sia sempre esposto verso il Sole.

Aree di osservazione

Le regioni in cui è possibile osservare questo fenomeno si trovano nell’area dei circoli polari, sia artico che antartico, durante le rispettive estati; essendo però il circolo polare antartico abitato soltanto da basi scientifiche, l’esperienza è vissuta principalmente dalle popolazioni del circolo polare artico.

Durata del fenomeno

A seconda della latitudine in cui ci si trova, il Sole non tramonta per diversi giorni consecutivi: al circolo polare artico, ovvero ad una latitudine di 66° 33’ non cala mai la notte per poco più di due settimane, da metà giugno all’inizio di luglio; ad una latitudine di 70° (Capo Nord si trova a 71° 10’) non cala mai la notte per circa 75 giorni, da metà maggio fino alla fine di luglio; a 80° per circa 120 giorni, da fine aprile a fine agosto; a 90°, ovvero ai Poli, il Sole non tramonta mai per sei mesi.

Notte bianca

Il Sole di mezzanotte può essere vissuto anche in alcune regioni che si trovano a latitudini inferiori rispetto al circolo polare: in questo caso si parla di notte bianca. In queste zone, anche se il Sole non è visibile all’orizzonte perché tramonta, a causa del fenomeno detto rifrazione è visibile la luce crepuscolare, che permette di svolgere le comuni attività senza bisogno di luce artificiale.

Notte polare

D’inverno invece, si assiste al fenomeno opposto, ovvero alla notte polare, chiamata anche buio di mezzogiorno. In questo caso, l’inclinazione dell’asse di rotazione terrestre, fa in modo che il Sole non sorga mai sopra l’orizzonte; è quindi notte per tutto l’arco della giornata, anche se, a causa del fenomeno detto rifrazione, il buio può non essere completo e ci si può trovare in una sorta di “stagione crepuscolare”.

Come si manifesta

Il fenomeno del raggio verde si può manifestare in due diverse modalità: nella prima, il Sole è visibile sopra l’orizzonte e da esso si distacca un sottile arco verde che si divide in uno o più filamenti verdi-azzurri; nella seconda modalità, la più comunemente osservata, le striature verdi-azzurre compaiono subito senza aver osservato prima la formazione dell’arco, e si uniscono poi creando il raggio verde.

Durata del fenomeno

La durata è molto variabile, a seconda della latitudine in cui ci si trova. Può variare da una frazione di secondo ad alcuni secondi, mentre ai Poli può durare anche alcuni minuti.

Le cause del fenomeno del “raggio verde”

Il raggio verde è causato dalla rifrazione dei raggi solari da parte dell’atmosfera. I raggi del Sole, trovandosi in prossimità dell’orizzonte, all’alba o al tramonto, devono attraversare uno strato di atmosfera più spesso; questo causa una rifrazione maggiore della luce solare, che viene scomposta nei vari colori.

Le componenti della luce di colore verde e blu, che hanno lunghezze d’onda minori, vengono rifratte più efficacemente di quelle con lunghezze d’onda maggiori, rosse e gialle. Il disco solare può quindi apparire come una serie di dischi leggermente sfasati tra di loro.

Dato che i vari colori di cui è composta la luce non vengono rifratti con la stessa angolazione, l’atmosfera funge da “prisma” e di conseguenza, quando il Sole è in prossimità dell’orizzonte, i colori che scompaiono prima sono il rosso e il giallo e solo successivamente il verde e il blu. L’assorbimento atmosferico elimina la componente blu, mentre quella verde rimane visibile.

Il raggio verde nel passato

Il fenomeno del raggio verde è conosciuto fin dalle popolazioni antiche: Caldei, Babilonesi ed Egiziani menzionarono il fenomeno ma senza riuscire a darne spiegazione. Il fisico inglese James Prescott Joule (1818-1889) descrisse il fenomeno nel 1869 ed il fisico irlandese William Thomson, conosciuto anche come Lord Kelvin, (1824-1907) nel 1893.

Lo scrittore francese Jules Verne, prese ispirazione da questo fenomeno per il suo romanzo “Il raggio verde” (1882), che descrive così: “…Se c’è del verde in Paradiso, sicuramente è quel verde, il vero colore della Speranza; …un raggio verde, ma di un verde meraviglioso, di un verde che nessun pittore può ottenere sulla sua tavolozza, un verde di cui la natura né nella varietà dei vegetali, né nel colore del mare più limpido, ha mai riprodotto la sfumatura!…”.

“Il raggio verde” è altresì un film del 1986, diretto dal regista Eric Rohmer e vincitore del Leone d’oro alla Mostra del cinema di Venezia, che prende ispirazione dall’omonimo romanzo di Jules Verne.

Su quest’ultimo sono tracciati dei segni che permettono l’indicazione dell’orario, tramite l’interazione con l’ombra dello gnomone.

La gnomonica è la scienza che studia gli orologi solari.

Le meridiane possono essere adattate a seconda della latitudine in cui si trovano, piegando lo gnomone in modo che venga a trovarsi parallelamente all’asse di rotazione terrestre. Un tempo era comune trovare meridiane murali, con il quadrante dipinto sui muri esterni degli edifici, vere e proprie opere d’arte, oppure scolpite nella pietra o nel marmo.

Esistono anche le meridiane naturali, come La Meridiana di Sesto, in Val Pusteria (BZ): è detta naturale poiché fornisce un’indicazione approssimativa dell’ora grazie alle cime dolomitiche circostanti che il Sole illumina.

Le particelle energetiche cariche emesse dal Sole si muovono sotto forma di vento solare, giungono in prossimità della Terra dove vengono deviate dal campo magnetico terrestre per poi essere attratte dai Poli terrestri. Le particelle che colpiscono l’atmosfera attorno ai Poli formano una specie di anello, chiamato ovale aurorale e, interagendo con l’azoto e l’ossigeno emettono luce di varie lunghezze d’onda, principalmente di colore rosso, verde o azzurro, anche se le sfumature di colori possibili sono molteplici.

Le aurore sono visibili soltanto nelle fasce attorno ai Poli terrestri, occasionalmente anche in zone fino a 40° di latitudine, e sono più intense durante i periodi di intensa attività solare, cioè quando sono in corso tempeste magnetiche causate da una forte attività delle macchie solari.

Galileo Galilei, fu il primo a tentare un’analisi scientifica del fenomeno e, nel 1619, coniò il termine “aurora borealis” ispirandosi al nome della dea romana dell’alba.