Studiare Le Stelle [Risorse Didattiche]

"Studiare le Stelle" è un documentario in due parti  che illustra gli strumenti e i metodi per studiare le caratteristiche delle stelle, riferiti alle tecnologie degli anni '60, realizzato da Coronet Instructional Film nel 1967.

I filmati, pur se datati, costituiscono delle ottime risorse didattiche per lo studio delle stelle anche ai nostri giorni.

Efficace, in particolare, la parte relativa agli spettri stellari sui quali lascio di seguito alcune note per voi ragazzi di terza che state affrontando, in questo periodo, lo studio dell'astronomia.

Rileggete il post "La luce e i colori" (1° parte), in cui è spiegato come è composta la luce bianca, che sarà utile per comprendere che cos'è  lo  spettro visibile.

Lo spettro visibile è quella parte dello spettro elettromagnetico compreso tra il rosso e il violetto, inclusi i colori che l'occhio umano è in grado di percepire.

Ricordate che le frequenze della luce visibile variano da 3,2 x 10^14 Hz a 7,5 X 10^14 Hz; le corrispondenti lunghezze d’onda, calcolabili con la relazione

λ = v/f

sono comprese tra 400 nm e 700 nm, dove il simbolo nm indica il nanometro, cioè 10^ - 9 m.

Le radiazioni con lunghezza d'onda minore (e frequenza maggiore) sono gli ultravioletti, i raggi x e i raggi gamma; quelle con lunghezza maggiore (e frequenza minore) sono gli infrarossi, le microonde e le onde radio. Tutte queste radiazioni hanno la stessa natura, essendo composte da fotoni. Lo spettro visibile rappresenta la parte centrale dello spettro ottico che comprende anche infrarosso e ultravioletto.

Tutto chiaro sin qui? Me lo auguro!

Lo spettro è un’entità fisica non facilmente definibile...Newton usò il termine per primo (dal latino spectrum, con il significato di "apparenza" o "apparizione"), in una stampa del 1671, dove descriveva i suoi esperimenti di ottica.

I primi studi sullo spettro visibile furono, infatti, condotti da Isaac Newton nel suo trattato intitolato "Opticks" e da Goethe nel saggio "Teoria dei colori", benché osservazioni precedenti furono eseguite in questo senso da Roger Bacon, quattro secoli prima di Newton.

Ma come lo possiamo immaginare questo spettro?  Sicuramente quasi tutti  avrete osservato il fenomeno dell’arcobaleno che si genera quando la luce solare, colpendo le piccolissime goccioline d’acqua sospese nell’atmosfera, si separa nei sette colori fondamentali: rosso, arancio, giallo, verde, azzurro, ìndaco e violetto.

Possiamo, quindi, pensare allo spettro come ad un insieme di onde elettromagnetiche di diverse componenti cromatiche, ricavate mediante la separazione della luce originaria per diffrazione.

In astronomia, il meccanismo è uguale a quello prima descritto: la luce delle stelle viene separata in tutte le sue componenti fondamentali e quindi analizzata, fornendoci importanti informazioni sulle caratteristiche delle stelle.

Ad esempio, uno spettro stellare tendente al bianco-azzurro ci comunicherà un'informazione diversa da uno spettro tendente al giallo-rosso!

Le radiazioni luminose emesse dalle stelle  ci forniscono, pertanto, una rappresentazione fedele della loro composizione e dei processi chimico-fisici che avvengono in esse.
L’astronomia, a causa delle enormi distanze dei suoi oggetti di studio, ha sviluppato dei metodi e delle tecniche di indagine molto particolari: il campo che studia le radiazioni elettromagnetiche nelle lunghezza d’onda del visibile si chiama "spettroscopia” ovvero la branca della scienza che studia la composizione degli spettri contenuti nella luce.

Le righe spettrali costituiscono, pertanto, una vera e propria “carta di identità” per i singoli atomi e individuano questi senza ombra di dubbio.

Adesso, il documentario.

Parte 1





Parte 2




Consultate anche il post "Viaggio nel sistema solare [Risorse Didattiche]"