1 - Por que as Luas crescente e minguante têm a forma invertida no Hemisfério Norte?
Este problema na verdade é pura questão de perspectiva. Julgamos que a imagem é mais ilustrativa que uma resposta escrita. Dessa forma, o texto abaixo consiste na legenda da figura abaixo:
Nesta figura, as quatro fases da Lua estão simultaneamente representadas . A luz do Sol vem uniformemente do lado direito da figura. As metades claras das esferas representam as partes iluminadas pelo Sol; as metades escuras, as partes não iluminadas. No centro da figura temos a Terra, parcialmente iluminada.
O sistema Terra-Lua está sendo considerado como observado de um ponto de vista situado perpendicularmente ao plano Terra-Lua-Sol (o plano do papel) na sua face Norte (ou seja, o Norte está para "cima"), de forma que a direção de rotação do sistema é anti-horária. Um observador no hemisfério Norte vê as fases da Lua como se estivesse situado sobre o plano do sistema Terra-Lua, representado no desenho. Já um observador situado no hemisfério Sul está invertido em relação ao primeiro e dessa forma, vê os desenhos opostos.
Para melhor visualizar o que ocorre, propomos o seguinte experimento:
Desenhe em uma folha de papel uma circunferência dividida pela metade e pinte uma das metades (que vai representar a face não iluminada da Lua). Pendure essa folha no teto, paralelo ao chão, no centro de uma sala. Você deve se posicionar alinhado a reta que separa as duas metades da circunferência; vamos chamar essa reta de "separatriz". Imagine agora uma linha, no chão, que seja perpendicular a separatriz e que divida a sala em 2 partes iguais. Essa linha representa o equador terrestre e separa a Terra nos hemisférios norte e sul. A circunferência representa a Lua, com suas faces iluminada e não iluminada. Agora, observe a figura vista de um dos "hemisférios" (um dos lados da sala). Atravesse o "equador" e observe a Lua do outro "hemisfério". Você perceberá que o desenho, visto de um lado, é exatamente o oposto do que é visto do outro lado, embora em nossa representação a Lua esteja sempre sendo iluminada pelo mesmo lado. Isto se deve a efeitos de perspectiva, somente. Se você girar a figura da Lua de 180 graus, verá que o mesmo acontece com a fase oposta. Se você estiver no lado correspondente ao hemisfério sul e quiser representar a Lua crescente, deverá colocar a metade iluminada da figura do seu lado esquerdo. A Lua parecerá um ‚
. Se você mudar para o "hemisfério norte", verá que a figura se inverte e a Lua crescente fica parecendo um ƒ
3 - Se o espaço é sempre escuro (porque a luz do Sol não é refletida como acontece na atmosfera da Terra), como é a visão do Sol, a partir de uma nave que se encontra fora da atmosfera terrestre? Vocês teriam alguma fotografia do Sol visto do espaço?
A luz do Sol é difundida na atmosfera terrestre e por isso observamos o céu claro durante o dia. Fora da atmosfera terrestre não há nada para difundir a luz Solar, o Sol é visto como um disco muito brilhante contra um fundo de céu escuro e estrelado, nas mesmas proporções do disco Solar visto da superfície terrestre. Devido a perda de parte da componente azul pela difusão, o Sol aqui na Terra deve aparecer mais avermelhado/amarelado do que visto do espaço. Existem várias imagens do Sol obtidas na ausência de atmosfera. Os satélites hoje são uma realidade. Neste momento, há dois importantes satélites fazendo observações do Sol:
SOHO®
http://sohowww.nascom.nasa.gov/summary/
Yohkoh ®
http://www.space.lockheed.com/SXT/html2/data.html
Imagens do Sol visto do espaço também podem ser encontradas no nossa página, no endereço: http://obsn.on.br/planetary/Solar/
4 - Por que o Sol muda de cor durante o dia?
O Sol muda de cor durante o dia devido a interação da luz Solar com os átomos dos gases que formam a atmosfera de nosso planeta.A radiação eletromagnética do Sol excita estes átomos, que passam a oscilar como pequenos dipolos elétricos, absorvendo a luz Solar e a reemitindo, principalmente, em direções perpendiculares ao feixe incidente. O efeito global é que parte da energia contida na radiação Solar é espalhada para fora do feixe incidente. Como a eficiência deste processo de espalhamento depende fortemente da freqüência das ondas eletromagnéticas, a parte azul do espectro (que corresponde a freqüências mais altas) é mais espalhada do que a parte avermelhada (freqüencias mais baixas). Por isso, o céu é azul. Por outro lado, este espalhamento será tanto maior quanto maior for o número de átomos no caminho da radiação. Conforme o Sol se move no céu, a radiação eletromagnética tem que cruzar uma camada variável da atmosfera até que possamos observá-la aqui da superfície. Esta camada é mais espessa exatamente quando vemos o Sol próximo do horizonte, nascendo ou se pondo (veja a figura acima). Nesta situação, uma quantidade maior da energia da parte azulada do espectro é retirada do feixe, e o resultado é que o Sol parece mais vermelho quando visto próximo ao horizonte.
5 - Cooperando com um professor do primeiro grau, desejo, a seu pedido, construir um relógio solar. Como não saberia prever os azimutes das trajetórias do Sol ao longo de um ano, estou recorrendo a vocês na esperança de obter os dados necessários.
Relógios solares são compostos basicamente de uma "mesa", onde fica o mostrador do relógio, e um estilete, também chamado de "gnomon", cuja sombra projetada sobre o mostrador marca a passagem das horas. Existem diferentes montagens de relógios Solares: "horizontais" e "verticais" e "equatoriais". Nos relógios de montagem horizontal, a mesa é paralela ao horizonte do lugar, enquanto que nos de montagem vertical a mesa é perpendicular ao plano do horizonte. Nos relógios de montagem equatorial, a mesa é paralela ao equador terrestre. Em todas as montagens, o gnomon é sempre paralelo ao eixo de rotação da Terra. Os relógios verticais são ainda classificados em declinantes (quando seus mostradores apontam diretamente na direção de algum dos pontos cardiais - norte, leste, sul ou oeste) e não-declinantes (quando os mostradores apontam em qualquer outra direção). Para que marquem as horas durante todo o ano, os relógios de montagem equatorial e vertical necessitam de mostrador em ambos os lados da mesa.
Não é necessário conhecer a variação dos azimutes solares durante o ano para construir um relógio solar. A seguir, vai uma receita para a construção de um relógio solar horizontal:
1. Antes de mais nada, você precisa determinar a linha meridiana (linha norte-sul) do local onde você pretende construir o relógio. Para isto, fixe uma haste vertical no chão e desenhe alguns círculos concêntricos em torno da haste. Pela manhã, marque o ponto onde a extremidade da sombra projetada pela haste toca um dos círculos. Faça a mesma coisa (para o mesmo círculo) à tarde. A linha meridiana aponta na direção da bissetriz do ângulo formado entre a haste e os dois pontos marcados no círculo (veja figura abaixo).
2. Fixe o gnomon sobre a linha meridiana. E importante que o gnomon esteja no mesmo plano formado pela linha meridiana e a vertical do lugar. O ângulo entre o gnomon e o plano horizontal deve ser igual a latitude geográfica do local
3. Marque as linhas horárias. Estas devem interceptar a linha meridiana no ponto de fixação do gnomon. O ângulo X entre uma dada linha horária e a linha meridiana é dado pela equação abaixo:
onde L é a latitude geográfica do lugar e h 'e o ângulo horário do Sol correspondente a hora marcada pela linha.
Todos os ângulos deve ser dados em graus. O ângulo horário correspondente a uma dada hora H é dado pela fórmula h=(H-12)x(15o), portanto 12 horas correspondem a um ângulo horário de zero graus (a própria linha meridiana), 13h correspondem a 15o (contados no sentido horário), etc. É claro, o relógio só marca horas entre 6 e 18h.
Na verdade, os relógios de Sol não marcam a hora legal (essa que você ouve na radio-relógio) mas a hora solar verdadeira. Durante o ano, o relógio Solar vai se atrasar e se adiantar em relação ao seu relógio de pulso. As maiores diferenças ocorrem nos 2 solstícios (inícios do verão e do inverno), enquanto que durante os dois equinócios (inícios do outono e da primavera) as diferenças são mínimas.
Você pode obter mais informações sobre relógios solares no livro "Relógios de Sol", de Luiz Hernani Negrão, editado pelo Clube de Astronomia do Rio de Janeiro (CARJ). Não tenho certeza de como está sendo feita a distribuição deste livro, mas ele está disponível para consulta em nossa biblioteca. Você deve obter alguma informação entrando em contato com o CARJ, através da homepage http:\\www.astronomia-carj.com.br. Outra boa referência sobre astronomia fundamental é o livro "Conceitos de Astronomia", de Roberto Boczko, editado pela Edgard Bluecher.
