Meridiana a camera oscura.

Si tratta di una linea meridiana (direzione Nord-Sud) tracciata su un pavimento, generalmente di un salone con soffitto (o cupola) molto in alto (cattedrale, moschea). Un foro in alto, al di sopra di una estremità della linea, lascia passare un raggio di Sole in un piccolo intervallo di tempo centrato sul mezzogiorno vero locale (passaggio del Sole al meridiano del luogo).

fig.1

 Il diametro del foro, secondo una regola empirica, risulta di 1/1000 dell'altezza del foro stesso ma non tutte le meridiane seguono questa regola. Lo strumento segna solo il mezzogiorno vero locale. Non si tratta perciò di un orologio ma di una "meridiana".

Durante l'anno, al variare dell'inclinazione dei raggi solari con le stagioni, il passaggio della macchia luminosa avviene in posizioni diverse: la meridiana a camera oscura è calendario ed allo stesso tempo strumento astronomico, basti pensare che ponendo tutto l'ambiente al buio assoluto ed un foglio di carta bianca sulla linea si possono osservare fenomeni come macchie solari o ecclissi.

L’invenzione del foro gnomonica lo si attribuisce all’astronomo arabo Ali’ Ebn Younis (fine dell’anno 1000 d.C.)

 Orientamento dell'edificio

L’orientamento dell’edificio non è determinante, anzi è rarissimo trovare edifici orientati perfettamente sull’asse Nord-Sud. Ne consegue che la linea meridiana ha un tracciato diagonale rispetto all’asse dell’edificio in questione.Le difficoltà maggiori incontrate dai costruttori consistono nell’evitare le strutture architettoniche presenti negli edifici  nell’esempio sotto una colonna.

fig. 2

I parametri di una meridiana a camera oscura

Essi sono i medesimi degli orologi solari orizzontali, riferiti soltanto alla linea del mezzogiorno vero locale.

fig.3

CM = CG * tan (Lat°)

fig.4

dove d° è la declinazione del giorno in questione (vedi annuari astronomici). Ovviamente non si riporta a pavimento la parte di linea meridiana che và dalla perpendicolare del foro gnomonica al punto solstiziale estivo perché inutile ( CA), quantunque in fase di progettazione si ha la lunghezza della linea meridiana CD e la lunghezza delaa linea meridiana utile AD.

 Esempio su Castroreale:  Lat° = 38°,1015    CG = 9.68 m

 CA = 9.68 * tan (38°,1015 +(- 23°.44)) = 2,53 m

CM = 9.68 * tan (38°,1015 + 0) = 7,59 m

CD = 9.68 * tan (38°,1015 +(+23°,44))= 17,85 m

 Dimostrazione:

CM = GM * sen (b°)

    GM = CG / cos (b°)

    CM = CG * sen (b°)    / cos (b°)= CG * tan (b°)

      dove b° = a° + d°               

Altre considerazioni.

Supponiamo di avere una linea meridiana di 18 metri. Consideriamo un semestre di 180 giorni, in media avremo la macchia solare che di giorno in giorno si sposta di 10 cm, possiamo quindi dire di avere un calendario con un ottima discriminazione. 

Meridiana a riflessione.

Uno specchio di piccole dimensione posto a pavimento riflette il raggio solare sul soffitto. E' determinante la qualità dello specchio riflettente.

fig. 6

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Ultimo aggiornamento: 22-09-05