13.2: Modelando un Eclipse Lunar

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A primera vista, nuestra actividad de eclipse lunar se parecerá mucho al eclipse solar (Actividad #34), pero hay diferencias sutiles que vale la pena señalar. Usaremos el mismo anillo de órbita lunar de goma modelo de bola T Tierra y núcleo de espuma que usamos la última vez, pero esta vez usaremos un cono de papel para representar la sombra de la Tierra en lugar de la sombra de la Luna.

Estándares Académicos

Prácticas de Ciencia e Ingeniería

Desarrollo y uso de modelos.
El uso de las matemáticas.
Construyendo explicaciones.
Argumento desde la evidencia.

Conceptos transversales

Patrones en la naturaleza.
Causa y efecto.
Sistemas y modelos de sistemas.
Estructura y función.
Estabilidad y cambio.

Estándares científicos de próxima generación

Sistemas espaciales (K-5, 6-8, 9-12).
Estructura y función (K-5, 6-8, 9-12).
Ondas y radiación electromagnética (6-8, 9-12).
El sistema Tierra-Luna (6-8, 9-12).

Para el Educador

Datos que necesitas saber

Los eclipses lunares son mucho más fáciles de observar que los eclipses solares, esto depende de dos hechos:
- Primero, la sombra de la Tierra es mucho más grande que la sombra de la Luna. La sombra de la Luna se estrecha a tan solo unos kilómetros de ancho para cuando golpea la Tierra en un eclipse solar. La sombra de la Tierra es lo suficientemente grande como para engullir a toda la Luna en el momento en que recorra la misma distancia.
- Debido a que toda la Luna está cubierta por la sombra de la Tierra, y el eclipse tarda varias horas en terminar, al menos el 75% del globo puede presenciar cada eclipse lunar.
Los eclipses lunares son coloridos y diferentes cada vez. La atmósfera de la Tierra dobla la luz a medida que pasa a través de la atmósfera, y filtra todas las porciones azules y verdes del espectro. ¡Vemos esto cuando disfrutamos de coloridas puestas de sol! Son estos 'colores del atardecer' los que iluminan la Luna durante la totalidad haciendo que la Luna aparezca en cualquier lugar desde un color naranja pálido hasta un color rojo intenso.

Docencia y Pedagogía

No tardará mucho en que tus alumnos descubran que ocurre un eclipse lunar cuando la Luna llena pasa a través de la sombra de la Tierra en el nodo de la órbita. Sin embargo, aquí hay más que aprender. Configura el modelo con la Luna en su anillo orbital dentro de la sombra de la Tierra. Pregúntale a tus alumnos: “¿Qué se está eclipsando?” En otras palabras, ¿qué se está oscureciendo? La Luna obviamente se está oscureciendo aquí, pero ¿cómo? ¡La Luna experimenta oscuridad mientras su movimiento orbital la lleva a través de la sombra masiva de la Tierra! Esta sombra es grande y tarda varias horas para que la Luna pase completamente a través de la sombra de la Tierra. A diferencia de un eclipse solar total que dura solo unos minutos, ¡el eclipse lunar total puede durar más de dos horas!

Echa otro vistazo a tu modelo y pregunta a tus alumnos: “¿Quién puede ver este eclipse?” Con el eclipse solar, solo aquellas personas que estaban exactamente debajo del punto de la sombra de la Luna pudieron ver el evento total. Pero con el eclipse lunar, ¡la mitad de la Tierra está dentro de esa sombra gigante! Y dado que el evento del eclipse total, desde el primer contacto de la Luna con la sombra de la Tierra hasta que finalmente sale de la sombra por completo puede tomar 5-6 horas, incluso más personas rotan a su posición para ver el eclipse lunar a medida que se desgasta. En términos generales, ¡alrededor del 75% de la superficie de la Tierra puede ver al menos alguna parte de un eclipse lunar! ¡Un eclipse lunar es realmente un eclipse para todos! No hay necesidad de viajar a lugares exóticos o llegar a una hora precisa; el eclipse lunar de larga duración es un espectáculo que suele ser visible justo en tu patio trasero y dura muchas horas para que disfrutes.

¡Aún no hemos terminado del todo con los eclipses! Nuestra última actividad de eclipse es corta y fácil de hacer. Este nos mostrará por qué los eclipses son tan raros, y tan especiales

Resultados de los estudiantes

¿Qué descubrirá el alumno?

Existe una diferencia sustancial entre un eclipse solar y lunar. El tiempo, la apariencia, la facilidad de observación difieren, y la mayor parte de la diferencia tiene que ver con la atmósfera de la Tierra y el tamaño de la sombra de la Tierra en el espacio.
Donde el eclipse solar es un apagón del Sol, el eclipse lunar nunca oscurece totalmente el disco de la Luna. Los estudiantes descubrirán el papel de la atmósfera terrestre en este fenómeno.

¿Qué aprenderán tus alumnos sobre la ciencia?

El poder y flexibilidad del modelo científico para explicar lo que vemos en el cielo nocturno debería ser evidente para sus alumnos en este punto del curso.
El alumno ha aprendido que los modelos científicos son flexibles —no rígidos—. Siempre es posible volver a nuestro modelo, modificarlo, agregar nuevas características, incluso cambiarlo según lo requieran los nuevos datos y observaciones. La ciencia nunca se asienta.

Realización de la Actividad

Materiales

Todos los materiales del modelo de eclipse solar (Actividad #34). Probablemente querrás comenzar con un mármol nuevo, pero puedes mantener el mármol con el cono de sombra de papel en él para más realismo si lo deseas.
Otra hoja de papel de construcción negro (cualquier color oscuro funciona).

Explorando el modelo de eclipse lunar

Coloca tu modelo de la Tierra en la flecha del sol como lo hiciste antes en la Actividad #28. Si has marcado la órbita lunar con fases lunares, asegúrate de que la fase de luna nueva esté en el mismo lado que la base de tu flecha solar, y que la fase de luna llena esté en el lado puntiagudo de la flecha solar.
Estarás usando papel para hacer otro cono de sombra, pero esta vez, el cono se irá alejando de la Tierra en la dirección que apunta la flecha. El cono de sombra de la Tierra solo necesita salir hasta el anillo de la órbita lunar. Esto será más un tubo de papel que un cono de papel, la Tierra es mucho más grande que la Luna, y la sombra de la Tierra no se estrecha mucho en esa distancia.
Toma tu papel de construcción y córtalo a la longitud correcta para que quepa justo dentro del anillo de órbita lunar. Envuelva el papel alrededor de la Tierra para formar un tubo cónico y pégalo al modelo Tierra con cinta adhesiva.

Preguntas de Discusión

¿Por qué el eclipse lunar es visible para casi toda la Tierra cuando ocurre?
- Respuesta: La sombra de la Tierra es mucho más grande que la de la Luna A medida que la Luna se mueve a través de la sombra, es visible desde la mayor parte de la superficie de la Tierra. A medida que la Tierra gira, casi el 75% del planeta puede ver al menos parte del eclipse.
¿Por qué los eclipses lunares son menos raros que los eclipses solares?
- Respuesta: El gran tamaño de la sombra de la Tierra hace que sea mucho más fácil que la Luna sea eclipsada que la Tierra.
- Respuesta: El eclipse también es visible para la mayor parte de la Tierra por lo que es fácil de ver sin viajar a un lugar especial.
- Respuesta: El eclipse lunar dura horas, en comparación con solo minutos para un eclipse solar total. Esto también hace que sea mucho más fácil de detectar.

Materiales Suplementarios

Profundizando

A diferencia de un eclipse solar, el eclipse lunar es relativamente común y cualquier eclipse dado es visible más del 70% de la Tierra o más. Ambos factores hacen que sea mucho más fácil ver un eclipse lunar. Sin embargo, a diferencia de un eclipse solar, un eclipse lunar siempre ocurre de noche. A veces tenemos suerte y obtenemos un eclipse que ocurre poco después del anochecer, otras veces debemos quedarnos despiertos hasta tarde (¡o levantarnos muy temprano!) para ver un eclipse lunar.

El tiempo significa que si vas a que los alumnos observen un eclipse lunar, tendrás que involucrar a los padres y hacer del evento una 'Noche de Eclipse Familiar' en tu escuela. ¡El esfuerzo bien valdrá la pena! También existe el factor de seguridad a considerar: a diferencia de un eclipse solar, ¡nadie necesita equipo especial para mirar y disfrutar de un eclipse lunar!

Ser astrónomo

Los eclipses lunares no son tan raros, lo más probable es que no tengas que esperar más de 1-2 años para ver el siguiente. ¡Asegúrate de investigar y averiguar cuándo será tu próximo eclipse lunar!

Trabaje con sus grupos de padres, PTA y club de astronomía local. ¡Lo más probable es que tu campo de fútbol local de secundaria sea un excelente lugar para celebrar una fiesta de eclipse! Los padres y los estudiantes pueden traer sillas de jardín y mantas para sentarse, y los estadios de fútbol generalmente tienen instalaciones de baño e incluso áreas de tiendas de refrigerios para preparar comida para los observadores hambrientos.

¡Haz de tu próximo eclipse lunar una noche emocionante para todos en tu comunidad!

Ser científico

Fotografiar y grabar un eclipse puede ser un evento emocionante. Puedes fotografiar un eclipse con una cámara simple, incluso una cámara de celular servirá.

Nunca menos, fotografiar el eclipse a través de un telescopio te dará una fotografía mucho mejor para disfrutar y estudiar más tarde. Una vez más, trabajar con tu club de astronomía local será un gran beneficio.

Seguimiento

El color de la Luna durante un eclipse lunar puede variar de un naranja brillante a un rojo profundo. De hecho, cuando la Luna entra en la sombra de la Tierra, la única luz que cae sobre la Luna es la luz del atardecer. Los rojos y naranjas que vemos al atardecer suceden porque nuestra atmósfera se dispersa y filtra los colores azul, verde y amarillo —solo la luz roja se dobla fácilmente alrededor de la curva de la Tierra, por eso las puestas de sol son rojas.

Con el color rojo de la puesta de sol iluminando la Luna, cambia de color a un precioso rojo anaranjado, y el color exacto de la Luna durante un eclipse lunar siempre es diferente; al igual que el color exacto del atardecer de mañana será diferente al de hoy.