martes, 31 de mayo de 2016

La Luna y sus fases (Prepararación para el docente. II)

Las fases de la Luna son las 28 o 29 "caritas" que nos presenta el lado cercano de la Luna, cada día.
Sin embargo, por simplicidad se acostumbra ponerle atención únicamente a 4 fases, separadas entre sí aproximadamente una semana. Estas son:
  • "Luna nueva", cuando el lado cercano de la Luna no recibe luz del Sol, por lo que no podemos verlo. La luna está delante del Sol, entre éste y la Tierra y es el lado lejano el que recibe toda la iluminación solar.
  • "Cuarto creciente", cuando vemos solo la mitad Este del lado cercano iluminada por el Sol. La Luna está a un lado de la linea Tierra-Sol.
  • "Luna llena", cuando el lado cercano de la Luna recibe toda la luz del Sol; está totalmente iluminado. La Tierra está entre el Sol y la Luna.
  • "Cuarto menguante",  cuando vemos solo la mitad Oeste del lado cercano iluminada por el Sol. La Luna está a un lado de la linea Tierra-Sol.
Luna entre el Sol y la Tierra.
Luna a un lado de la linea Tierra-Sol.
Tierra entre el Sol y la Luna.
Luna al otro lado de la linea Tierra-Sol.
¿A qué hora ocurre el orto (salida) de cada una de las fases de la Luna, por el horizonte oriental?
Se trata de una hora promedio, pero conocerla y usarla tiene cierto valor didáctico, derivado de una geometría simple entre los tres cuerpos. Las cuatro figuras anteriores le ayudan a establecer esa hora promedio, analícelas y concluya que:
  • "La Luna llena sale a las 18 horas" (6 de la tarde), puesto que esta fase ocurre opuesta al Sol.
    Normalmente podemos verla toda la noche hasta el amanecer.
  • "El cuarto menguante sale a las 24 horas" (medianoche), .
    Normalmente podemos verlo el resto de la noche, en la madrugada y aún al principio del día.
  • "La Luna nueva sale a las 6 horas" (6 de la mañana), puesto que esta fase ocurre delante (en conjunción) del Sol.
    Esta fase no se puede ver.
    Lo que vemos uno o dos días antes, cuando el Sol no ha salido, es un cachito menguante.
    Lo que vemos uno o dos días después, cuando Sol se ha ocultado, es un cachito creciente.
  • "El cuarto creciente sale a las 12 horas" (mediodía), puesto que  .
    Normalmente no se puede ver durante la primera parte del día, pero sí al final de la tarde y hasta medianoche.
Las diferencias diarias en "las caritas" de la Luna, no solo dependen de la región iluminada del lado cercano (que siempre está frente a la Tierra), sino también con su orientación durante el día. Esta orientación depende de la hora en que se haga la observación.
La Luna "se traslada unos 13° por día de Oeste a Este" (= 360°/27,5 días). Esto puede verificarse por observación directa observando la Luna cada día a la misma hora.
Durante un día la Luna "se traslada
poco más de medio grado/hora" (= 13°/24 horas). Como el tamaño angular de la Luna, visto desde la Tierra es 0,5°, podemos decir que "la Luna se corre hacia el Este el equivalente a un diámetro lunar cada hora" Esto puede verificarse fácilmente durante una noche de observación.


Cuarto menguante
01 enero; 23:30
Por ejemplo, si observara el orto (salida) de luna llena por el Este a la 18 horas (6 de la tarde), con las llamadas "orejas del conejo" hacia arriba, cuando la observe en el ocaso (ocultación) por el Oeste, alrededor de las 6 de la mañana del día siguiente, "el conejo" tendrá las orejas hacia abajo, puesto que en 12 horas la La Tierra (!con usted!) ha rotado unos 180 grados.

El momento pleno de una determinada fase,ocurre en un tiempo específico, caracterizado por "fecha, hora, minuto y segundo", como se muestra en las figuras siguientes. Estos momento no están coordinados con las horas del orto (salida) y ocaso (ocultación) de la Luna, para un observador determinado, por lo que para usted, por ejemplo, cualquier fase puede ocurrir con la Luna debajo o encima del horizonte, pudiendo estar usted de día o de noche.

09 enero; 19:30
16 enero; 17:26
23 enero; 19:45
31 enero; 21:27
Usted puede interpretar la etapa creciente de la Luna (de nueva a llena) y la etapa menguante (de llena a nueva) como algo similar a lo que experimenta una persona que recibe olas en la playa. El nivel del agua crece... crece, hasta el momento máximo, e inmediatamente decrece...decrece.
8 febrero; 08:39
15 febrero; 01:46
22 febrero; 12:20
1 marzo; 10:11
Algunas personas consideran que las podas, injertos, trasplantes y cortas de madera, sólo debe hacerse durante la etapa menguante, para obtener buenos resultados. Es posible que esto sea así, sin embargo, no he encontrado en la literatura ninguna prueba o experimento que lo confirme, sólo esa opinión en muchos y diversos sitios.
¿No le gustaría a usted hacer esa investigación?

30 enero; 03:07
17 abril; 14:27
08 mayo; 18:14
03 junio; 04:47
Las imágenes anteriores muestran las dos primeras lunaciones del año 2016, en ellas se puede apreciar que la apariencia de las cuatro fases principales es esencialmente la misma. Las diferencias están en la hora y en la orientación del "terminador", esto es en la recta que separa el día y la noche. También puede apreciarse la orientación diferente de (!los mismo!) "cráteres" y "mares". Algunas han ocurrido de día y otras de noche, unas bajo el horizonte y otras encima.
Luna llena en perigeo.
05/05/2012.
Luna llena en apogeo.
28/11/2012.
El plano orbital de la Luna está inclinado 5,14° con respecto a la "eclíptica" (el plano de la órbita de la Tierra) y además, el eje de rotación de la Luna está inclinado 6,68° respecto a su plano orbital. Como éstos ángulos, aún si se suma su efecto, no son muy grandes, podemos decir que aproximadamente el polo norte de la Luna apunta en una dirección cercana al polo norte de la Tierra.
En la fase de cuarto creciente y en la de cuarto menguante, el terminador es una recta que apunta aproximadamente en la dirección Norte-Sur. 

En fases intermedias, la recta que va de cúspide a cúspide (!los dos extremos de los cachitos!), también está orientada aproximadamente de Norte a Sur.
29/11/2016; 06:18
07/12/2016; 03:03
13/12/2016; 18:05
20 diciembre; 19:56
Podemos decirle a nuestros estudiantes que imaginen un cachito de luna creciente o menguante como un "arco para lanzar flechas".
El "limbo", que es la parte con iluminación definida que siempre estará hacia el Sol y la flecha que enviaría este arco lógicamente apunta hacia él.
La recta imaginaria (!la cuerda del arco!) está dirigida aproximadamente Norte-Sur.
29/12/2016; 00:53

Las imágenes que representan las fases lunares en calendarios y almanaques, con el norte arriba y el sur abajo, son simples íconos, que describen la orientación de la fase para altas latitudes norte, no para regiones cercanas al ecuador, como Costa Rica (10° Norte) y Panamá (8° a 9° Norte).
Nosotros vemos muy frecuentemente crecientes y menguantes con apariencia de barquito, porque el polo norte celeste (!marcado por la estrella Polaris!) está a poca altura sobre el horizonte.
Si requiere información sobre las fases de la Luna, consulte el ¨Almanaque astronómico¨: http://astronomia10norte.blogspot.com/2016/04/almanaque-astronomico-mayo-2016.html

martes, 24 de mayo de 2016

La Luna y sus fases (Preparación para el docente. I)


Estimados amigos profesores de Ciencias y Astronomía, he estado revisando algunos preconceptos, definiciones y observaciones que resultan necesarios conocer (¡y mirar!) cuando se enseña y se busca producir un aprendizaje sobre la Luna y sus fases, sin tomar en cuenta, por el momento los detalles geológicos.

El educador siempre debe conocer y desde luego estudiar antes, muchísimo más que lo que quiere que lleguen a aprender sus estudiantes. Idealmente debe recibir un curso especializado y no aprender de las guías que utilizará para facilitar el aprendizaje en su aula. Sabemos que siempre que estudiamos algo nuevo, solo nos queda bien aprendido alrededor de un 50 % de los objetivos, o menos. Entonces se debe utilizar en la enseñanza el mejor material disponible y realmente tratar de obtener un aprendizaje correcto.
Cuando trabajamos un tema con estudiantes debemos revisar que el vocabulario que se maneja, describa fielmente el concepto.
Desde luego siempre que haya una duda se debe preguntar, porque corremos el riesgo grave de pasarles un error a nuestros estudiantes. A veces resulta fácil hacer consultas a distancia, así que le ofrezco mi dirección de correo:  
javillalobos@ice.co.cr
también la facilidad de comentarios al final de este blog. Siempre estaré en disposición de ayudarle, al menos indicándole una fuente confiable, para aclarar su consulta.
A continuación les muestro un número de aspectos que considero esenciales. Seguro que no es el material perfecto, pero es un inicio apropiado.
Por favor revíselo críticamente y use lo que considera útil para su trabajo. Envíeme un comentario si encuentra errores e incongruencias, para corregirlos.
Parece que es mucho, pero la actividad docente efectiva por ser nuestra responsabilidad con los jóvenes estudiantes, requiere una preparación cuidadosa y exhaustiva.
Aún falta el tratamiento propiamente de “Las fases de la Luna”, que lo haré próximamente.
De seguro conoce la mayoría de lo que sigue, entonces tómelo simplemente como un repaso, o actualización.
Desde luego no tiene que cubrir todo esto con sus estudiantes, sólo lo que se ajusta al plan de estudios.
Esto es más que todo para mí y para usted; !los que enseñamos este tema!
  1. El Sol, que es una estrella, es la única fuente luminosa primaria en el Sistema Solar.
    Todos los demás objetos reflejan de alguna manera la luz solar.
    Sol es el nombre propio de esta estrella del Sistema Solar. Le aconsejo no llamar a las demás estrellas soles, sería algo así como llamar a todas las demás mujeres “marías”.
    “Influencia del Sol sobre la Tierra”:
    http://cienciaiyiicr.blogspot.com/2015/05/influencia-del-sol-sobre-la-tierra.html.
    “Día y noche”:
    http://cienciaiyiicr.blogspot.com/2015/05/dia-y-noche-objetivo-id-3.html.
    “El Sol, fuente de luz y calor”:
    http://cienciaiyiicr.blogspot.com/2015/06/el-sol-fuente-de-luz-y-calor-objetivo.html.
    “El Sol es nuestra estrella”:
    http://cienciaiyiicr.blogspot.com/2015/06/el-sol-es-nuestra-estrella-objetivo-iid.html.
  2. Todos los objetos grandes del Sistema Solar tienen más o menos forma redonda (casi esférica). Para modelarlos es válido usar una naranja, una guayaba, un melón, y desde luego, bolas.
  3. El Sol, lo mismo que cualquier fuente luminosa ilumina siempre la mitad enfrentada de cualquier objeto del Sistema Solar, lo mismo que a usted y a mí.
  4. En particular la Tierra siempre tiene una mitad (hemisferio) iluminado por el Sol. Este es el hemisferio que está de día.
    La otra mitad (el hemisferio opuesto) no está iluminada, es el hemisferio que está de noche.
  5. La Luna (y los demás planetas) también siempre tienen una mitad iluminada por el Sol.
    En ellos hay un período de iluminación (día) y un período de oscuridad (noche), pero no de 12 horas cada uno, como sucede en la Tierra.
    Revisaremos más adelante que en la Luna el día y la noche tardan poco más de 14 días.
  6. Cuando un hemisferio está de día, el otro (opuesto) está de noche.
    Por ejemplo, si estamos de noche en Panamá y en Costa Rica, estarán de día en China.
  7. La iluminación y la oscuridad no es pareja.
    Si un sitio de la Tierra está completamente al frente del Sol, cuando éste está lo más alto en cielo, decimos que ese punto está a mediodía (por convenio a las 12:00).
    Si en un lugar comenzamos a ver la puesta del Sol, ocultándose apenas bajo el horizonte (comienza la noche), por convenio decimos que la hora es 18:00.
    Si el lugar está totalmente opuesto al Sol (del otro lado de la Tierra), decimos que es medianoche. Usted puede decir que son las 24:00 de este día, o las 0:00 del nuevo día.
    Pero cuando desde un sitio comenzamos a ver la salida del Sol, asomándose apenas sobre el horizonte, decimos que está amaneciendo (comienza el día), por convenio en ese punto y su vecindario decimos que la hora es 6:00.
    (Yo prefiero sistema de 0 a 24 horas, porque no presenta ambigüedades, pero cada quien puede adaptarlo a lo que se usa en su región).
  8. Todos los cuerpos del universo, desde los más pequeños (electrones, etc.), hasta los más grandes (galaxias, etc.) tienen movimiento de “rotación” y movimiento de “revolución” (traslación si lo prefiere).
  9. Rotación es dar vuelta alrededor de un eje que está en el propio cuerpo, como lo hace un trompo “dormido” casi en un solo lugar.
  10. Revolución es dar vuelta alrededor (con respecto a) un eje que está fuera del cuerpo, como cuando bailamos alrededor de un compañero que nos tiene sujeto de las manos.
  11. El Sol rota (¡sobre su propio eje!).  En unos 27 días da una vuelta completa, pero de momento podemos no tomarlo en cuenta.
  12. La Tierra rota (¡sobre su propio eje!). Como en unas 24 horas da una vuelta completa. El reloje se diseñaron para ajustarse a este fenómeno natural, no a la inversa.
  13. La luna rota (¡sobre su propio eje!). Como en unos 27 días y medio da una vuelta completa.
    (Esto se lo debemos probar (ilustrar, simular) de alguna manera al estudiante, para que lo acepto y quede convencido, veremos más adelante como hacerlo.)
  14. No confundamos este tiempo de rotación con el tiempo entre fases (de llena a llena, por ejemplo), que es un poco mayor debido a que la luna se también realiza ¡al mismo tiempo!, una parte de su revolución respecto al Sol. Este período es de unos 29,5 días.
  15. La rotación de la Tierra (¡sobre su propio eje!) frente al Sol produce el día y la noche en nuestro planeta (12 y 12 horas, aproximadamente cada día).
  16. Es lógico suponer entonces, y se puede probar, que en cualquier punto de la Luna (o de un planeta o satélite), como rota y tiene al Sol en frente (cercano o lejano, eso no importa), entonces habrá día y habrá noche de cierta duración.
  17. Si la Luna no tuviese movimiento de revolución (¡no se traslada, si lo prefiere!), y solo movimiento de rotación, entonces, desde la Tierra podríamos ver toda su superficie (¡todos sus lados!). Solo tendríamos que esperar a que ese lado esté frente a nosotros.
    (Esto puede simularlo muy fácil con dos estudiantes uno es la Tierra y el otro es  la Luna -que solo rota sin trasladarse-. No necesita un tercer estudiante para el Sol, pero puede agregarlo, tampoco foco ni bombillo. Los demás estudiantes sirven de testigos).
  18. Desde cualquier punto de la Tierra siempre le vemos el mismo lado (cara) a la Luna.
    Como este lado es el que vemos siempre y está hacia nosotros, lo llamamos “el lado cercano”. El otro lado se llama “lado lejano”.
    (No use lado iluminado, ni lado oscuro, porque esto ocurre solo sólo a veces.  En llena todo el lado cercano está iluminado y en nueva todo ese lado está oscuro. Evite entrar en contradicciones, o enredos.
    Si lo hace tenga cuidado de que quede claro lo que está queriendo implicar).

    No use la palabra fases lunares todavía
    , mucho menos el concepto, déjelo para más adelante).
  19. Deje de tarea observar y dibujar cada día, el aspecto de la Luna durante al menos una semana, ponga énfasis en que sus estudiantes observan comprueben si hay algo diferente y algo similar.
    (La mejor fecha para poner la tarea es uno o dos días después de la luna nueva, mirar alrededor de las 19:00).
    También una semana antes de la luna llena, mirar alrededor de la 17:00).
  20. Si le parece con la tarea anterior use las palabras “creciente” y menguante, pero sólo a como se usa en matemática, relacionadas con que el tamaño de la región iluminada ¡QUE VEMOS!
    Entonces la región iluminada que vemos va creciendo, llega al máximo de crecimiento (la llena, pero no lo diga) y luego comienza a disminuir (a menguar).
    (Espere, aún no use fases, -para usted quizás si-, pero no para sus alumnos.
    ¿Le parece que el punto 17 y la tarea de los dibujos -lo de siempre la misma cara-, es suficiente prueba para aceptar que la luna si rota?
    Pues si no rotara veríamos caras diferentes y no fue así.
    Es una prueba por contradicción que es aceptable en ciencias).
  21. Haga una simulación con dos estudiantes, uno es la Tierra y el otro la Luna.
    Este último va a dar vueltas alrededor de la Luna (revolución).
    Primero una revolución sin rotar, lo cual debe hacer mirando siempre en la misma dirección, por ejemplo hacia la pizarra. Notará que desde la Tierra (desde el primer estudiante), se pueden ver todos los lados de la Luna (del segundo estudiante). Esto ya lo hemos aceptado que no es correcto (¡por observación!).
    Luego una revolución pero mirando siempre hacia la Tierra, para que no pueda verse su espalda desde la Tierra. ¿Rotó la Luna?
    Los demás estudiantes son testigos y dan su opinión
    La idea es concluir, de nuevo, que la Luna tiene movimiento de revolución y de rotación.
  22. Debido a la revolución (traslación) de la Luna alrededor del Sol, no siempre podemos ver desde la Tierra, toda la región (la mitad de su superficie) iluminada por el Sol.
    - Porque la Luna puede estar entre la Tierra y el Sol (luna nueva pero si le parece aún no la llame así). Está iluminada por la espalda (¡el lado lejano!) y entonces el ¡lado cercano! no  está iluminado y NO LO PODEMOS VER.
    - La Tierra puede estar entre la Luna y el Sol (luna llena… espere). Está iluminada por el frente, todo el lado cercano, y LO PODEMOS VER PLENAMENTE.
    - La Luna puede estar a un lado de la Tierra y el Sol. (a la izquierda o la derecha, recurra a un diagrama que ilustre esto) y entonces SOLO PODEMOS VER UNA PARTE DE LA CARA ILUMINADA; en algún momento una cuarta parte del lado cercano, más, o menos.
    (Le recomiendo no discutir sobre otras fracciones de  crecientes o menguantes, a menos que los estudiantes tengan la capacidad geométrica y física para entenderlo. Tampoco use porcentajes, creo que no es fácil de explicar. Basta con la secuencia: 0, 1/4, 2/4=1/2, 1/4, 0, primero aumentando y luego disminuyendo).
  23. Siempre tenga presente y recuérdeselo a sus estudiantes SOLO HAY UNA MITAD ILUMINADA, VEAMOSLA O NO.
    Por eso cuando la posición de la Luna durante el mes, nos permite ver solo la mitad de la mitad iluminada (1/2 x 1/2= 1/4), lo lamamos “cuarto”, ya sea creciente o menguante.
    Tampoco le recomiendo usar la palabra “visible”, porque se presta a ambigüedades. Por ejemplo en llena toda la mitad iluminada sería visible, pero en creciente y en menguante la parte en claro-oscuro- es también visible, porque a pesar de que no está iluminada directamente por el Sol, lo está indirectamente por medio de la luz que refleja la Tierra hacia la Luna.
    Visible significa que “es posible observar”, entonces los porcentajes de visibilidad requieren una interpretación y pueden resultar confusos.
  24. No diga “en ocasiones la Luna puede verse de día”, porque son muchas esas ocasiones; poco antes de la luna llena (a final de la tarde, hacia el Este), y poco después de la luna nueva (al principio de la noche, hacia el Oeste).
    (Además, y esto es como anécdota, pero es cierto: “El número de personas que ve la Luna durante el día es mayor que el número de personas que la ve durante la noche, porque de noche generalmente dormimos, mientras que de día muchos estamos activos en exteriores”).

Bueno, creo que ahora si tenemos la base mínima necesaria, para discutir “las fases de la Luna”, su geometría y apariencia.
Lo haremos en la próxima entrada.