Πραγματοποίηση του πειράματος του Ερατοσθένη
Την Τετάρτη 20 Μαρτίου 2019 το σχολείο μας συμμετείχε, για άλλη μια φορά, στην εγκεκριμένη από το ΥΠ.Π.Ε.Θ. εκπαιδευτική δράση με τίτλο, «Το πείραμα του Ερατοσθένη για τον Υπολογισμό της Ακτίνας της Γης – 2019». Αυτή τη φορά η ομάδα των μαθητών/τριών ήταν πολυπληθέστερη και ηλικιακά νεότερη. Συγκεκριμένα, είκοσι δύο (22) μαθητές της Α΄ Γυμνασίου (12 μαθήτριες και 10 μαθητές για χάρη της στατιστικής) με ενθουσιασμό και ζήλο πήραν μέρος τόσο στις συναντήσεις προετοιμασίας, όσο και στο τελικό στάδιο της εκτέλεσης του πειράματος. Δείτε φωτογραφίες από το πείραμα.
Ας δούμε την πορεία όλου του εγχειρήματος.
Προετοιμασία
Με τη σύμφωνη γνώμη όλων των μαθητών και των μαθητριών διοργανώθηκαν δύο ενημερωτικές συναντήσεις όλης της ομάδας από τον καθηγητή Φυσικής Αλευρίδη Ε. Ιωάννη εκτός του σχολικού ωραρίου. Σ’ αυτές, τα παιδιά γνώρισαν στοιχεία της ιστορικής προσωπικότητας του Ερατοσθένη με έμφαση στην παρατηρητικότητα και την ευστροφία που επέδειξε με τη στάση του σε μια εποχή που τα τεχνολογικά μέσα ήταν λιγοστά αν όχι ανύπαρκτα συγκρίνοντάς τα με τα αντίστοιχα της σύγχρονης εποχής. Επίσης, ενημερώθηκαν ότι το πείραμα του Ερατοσθένη έχει καταταγεί στα δέκα (10) ομορφότερα που έχουν διενεργηθεί από την αρχαιότητα ως σήμερα (έρευνα του καθηγητή Robert P. Crease τα αποτελέσματα της οποίας δημοσιεύθηκαν στην εφημερίδα New York Times την Τρίτη 24 Σεπτεμβρίου του 2002). Παράλληλα, ήρθαν σε επαφή με τα βήματα που θα έπρεπε κάποιος να ακολουθήσει ώστε να αναβιώσει την ευφυή μέθοδο του Ερατοσθένη για τη μέτρηση της ακτίνας της Γης, αλλά και να κατανοήσει την επιστημονική βάση στην οποία στηρίζεται.
Ιστορικό του πειράματος
Ο Ερατοσθένης παρατήρησε ότι το μεσημέρι της 21ης Ιουνίου (θερινό ηλιοστάσιο), στα νότια όρια της πόλης Συήνη (Ασσουάν), ένας κατακόρυφος στύλος δεν ρίχνει καθόλου σκιά, δηλαδή, ο Ήλιος βρίσκεται στο ζενίθ του τόπου. Το αξιοπερίεργο ήταν ότι σε μια άλλη πόλη, την περίφημη Αλεξάνδρεια, κατά την ίδια μέρα και ώρα, άλλος κατακόρυφος στύλος έριχνε σκιά. Το γεγονός αυτό αμφισβήτησε ευθέως την τότε κρατούσα άποψη με βάση την οποία η Γη θεωρούνταν επίπεδη. Ο Ερατοσθένης υποστήριξε ότι η επιφάνεια της Γης είναι σφαιρική και προχώρησε στον προσδιορισμό της ακτίνας από το μήκος της περιφέρειάς της Γης. Για να καταφέρει να υπολογίσει το μήκος της περιμέτρου της Γης υπολόγισε τη γωνία που σχηματίζουν η διεύθυνση των φωτεινών ακτινών του ήλιου και η κατακόρυφη διεύθυνση ενός στύλου στην Αλεξάνδρεια τη στιγμή που ένας άλλος στην Συήνη δεν ρίχνει σκιά. Στη συνέχεια ανάθεσε την μέτρηση της απόστασης των δύο σημείων και μια απλή μέθοδος των τριών αρκούσε για να υπολογίσει την περίμετρο της Γης.
Παραλλαγή του πειράματος και εκτέλεση
Στη σημερινή εποχή εμείς αντικαταστήσαμε την Συήνη με τον Ισημερινό, όπου στη συγκεκριμένη χρονική στιγμή (κοντά στην εαρινή ισημερία), ο Ήλιος το μεσημέρι βρίσκεται πολύ κοντά στο ζενίθ. Επομένως, οι ηλιακές ακτίνες πέφτουν κατακόρυφα και ένας στύλος εκεί δεν ρίχνει σκιά. Η Αλεξάνδρεια του σήμερα είναι το 3ο Γυμνάσιο Συκεών και ο στύλος, του οποίου τη σκιά μετρήσαμε, ένας ορθοστάτης από το εργαστήριο Φυσικών Επιστημών ή ένα ξύλινο ραβδί. Επίσης, η σύγχρονη τεχνολογία δίνει τη δυνατότητα του ακριβή προσδιορισμού των συντεταγμένων του προαυλίου του σχολείου μας καθώς και της μέτρησης αποστάσεων πάνω στην επιφάνεια της Γης με τη βοήθεια λίγων «κλικ» του ποντικιού του υπολογιστή στην κατάλληλη ιστοσελίδα (εμείς χρησιμοποιήσαμε την υπηρεσία Google Maps όπως φαίνεται παρακάτω).
Το μαθηματικό μέρος ολοκληρώθηκε ταχύτητα, επιστρέφοντας στο εργαστήριο Φυσικών Επιστημών, με τη βοήθεια του λογιστικού φύλλου που μας προμήθευσε το ΕΚΦΕ Σερρών. Έτσι, οι ομάδες των μαθητών και μαθητριών, που συμμετείχαν στην προσπάθεια, αφού είχαν καταγράψει τις μετρήσεις τους στην αυλή του σχολείου ολοκλήρωσαν τους τελικούς υπολογισμούς. Δείτε τα συμπληρωμένα φύλλα εργασίας και τους υπολογισμούς της κάθε ομάδας.
Μετά την ολοκλήρωση της επεξεργασίας των φύλλων εργασίας κάθε ομάδας υπολογίστηκε η μέση τιμή των πέντε (5) μετρήσεων της ακτίνας της Γης, η οποία αποτελεί την τελική μέτρησή της από το σχολείο μας και που στάλθηκε στη συντονιστική ομάδα της εκπαιδευτικής αυτής δράσης.
Συγχαρητήρια σε όλους τους μαθητές και τις μαθήτριες για τον ενθουσιασμό και την επιμέλεια που επέδειξαν.
