Laboratorio di fisica solare Solphylab
Presentazione
Solphylab è un laboratorio di fisica solare con sede presso il Liceo Statale Luigi Stefanini a Venezia-Mestre.
Il progetto, inziato nel 2002 su idea del prof. Antonio Grandieri del Liceo Stefanini e di alcuni studenti, ha richiesto quasi otto anni per il complemento ed è stato inagurato nel 2010 grazie anche ai preziosi consigli del prof. Francesco Berrilli dell'Università di Tor Vergata di Roma.
Il laboratorio presenta una configurazione a celostata, cioè composta da due specchi piani che catturano la luce del sole e la riflettono all'interno del Solphylab. In totale gli specchi presentano un percorso focale (distanza tra lo specchio e il punto di messa a fuoco) di 38 metri e proiettano nel laboratorio un'immagine del sole di 340 mm di diametro (circa 9 mm per ogni metro di focale). Questa configurazione, rispetto a quella a specchio singolo (eliostata), consente di avere un cammino ottico più lungo e dunque una migliore risoluzione del disco solare.
Lo specchio primario con un diametro 300 mm è in Zerodur (un particolare materiale vetroceramico con basso coefficiente di dilatazione termica) ed è posto sul tetto dell'aula magna. Questo primo specchio monta due strumenti in parallelo: un canocchiale e una camera CCD, un dispositivo elettronico non dissimile alle macchine fotografiche digitali che consente di ottenere immagini ad alta risoluzione. Lo specchio primario presenta inoltre una montatura equatoriale a forcella (parallela all'asse terrestre) con motorizzazione AR e DEC, automatizzata mediante il software di ricerca ATC plus e il sistema OCS III. Questa apparecchiatura gli permette di inseguire il sole autonomamente sia durante la giornata che nel corso dell'anno così da poterne inviare l'immagine rifessa allo specchio obiettivo. Anche questo secondo specchio, posto sul tetto del corridoio C, ha una montatura equatoriale a forcella ed è in Zerodur ma il suo diametro è di 200 mm. La funzione dello specchio obiettivo è quella di ricevere l'immagine del sole dallo specchio primario e inviarla all'interno del laboratorio.
La luce proveniente dal sole, per poter raggiungere il laboratorio senza interferenze, attraversa un condotto. Al dì sotto del foro di uscita di quest'ultimo è posta una fotocamera digitale Canon EOS 350D 8Mpx che consente di fotografare e filmare le immagini del sole proiettate dallo specchio obiettivo.
Infine l'immagine del disco solare (diametro 340 mm) viene proiettata all'interno del laboratorio su di uno schermo per consentire lo studio delle macchie solari e dei fenomeni periodici come le eclissi e i transiti di Mercurio e Venere.
Per l'analisi spettrale delle righe di assorbimento, in particolare del Potassio dell'Idrogeno e del Calcio II, viene invece utilizzato lo spettrografo. Questo strumento è costituto da un collimatore, un reticolo di diffrazione e da un'insieme di lenti allineate su un supporto in tubi d'acciaio che proietta lo spettro di assorbimento del sole su un apposito supporto sospeso al soffitto.
Oltre al celostata il laboratorio dispone anche di un telescopio catadiottrico Meade LX200R da 10 pollici per l'osservazione notturna del cielo e di un telescopio solare Coronado PST per l'osservazione della cromosfera e delle protuberanze presenti sulla fotosfera della nostra stella.
Obiettivi e collaborazioni
Il progetto Solphylab ha come finaltà fondamentale quella di favorire una crescita complessiva della cultura scientifico-tecnologica degli studenti e migliorare la qualità dell'insegnamento. L'articolazione degli obiettivi che viene qui proposta ha lo scopo di creare un punto di riferimento per tutte le iniziative e per il controllo dei risultati:
- migliorare la professionalità degli insegnanti;
- migliorare la cultura scientifico-tecnologica degli studenti;
- migliorare l'organizzazione dell'indirizzo scienze applicate;
- migliorare la qualità dell'insegnamento dell'indirizzo scienze applicate.
Ringraziamenti
Si ringraziano inoltre per la collaborazione la ditta Gambato sas (costruzione), Salvo Massaro e Maurizio Favi (automatizzazione e software), il prof. Umberto Dosselli (INFN Padova), il prof. Francesco Berrilli (Università di Tor Vergata), il laboratorio OmegaLab, Martino Tondino (OADC Acquaviva delle Fonti), il prof Antonio Grandieri (docente del Liceo Stefanini), la dott.ssa Sandra Carraro (dirigente del Liceo Stefanini).
Inaugurazione del laboratorio di fisica solare Solphylab
Simulazione 3D del laboratorio di fisica solare Solphylab
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