L'aurora boreale: tesina

Appunto inviato da veronicaantonello
/5

Tesina per l'esame di maturità sulle seguenti materie e argomenti: scienze della terra (descrizione delle aurore polari e la loro formazione); spiegazione di fisica dell'aurora boreale connesse al magnetismo e italiano (poesia "All'aurora" di Giosuè Carducci) (12 pagine formato doc)

AURORA BOREALE: TESINA

“Lo scienziato non studia la natura perché è utile.

La studia perché ne trae piacere, e
ne trae piacere perché è bella. Se la natura non fosse bella, non varrebbe la pena di conoscerla, e la vita non varrebbe la pena di essere vissuta.” Henri Poincarè (1854-1912).  
SCIENZE DELLA TERRA
Descrizione delle aurore polari e della loro formazione per mezzo del vento solare nell’atmosfera terrestre
FISICA
Moto di una carica in un campo magnetico e meccanismi fisici che portano alla formazione delle aurore polari

L'aurora polare: tesina maturità

AURORA BOREALE NELLA LETTERATURA

Poesia “All’aurora” di Giosuè Carducci con analisi del testo e dell’autore bibliografia e linkografia
La Terra è circondata da un involucro gassoso (costituito nella bassa troposfera da vapore acqueo, il 78,08% di azoto, il 20,95% di ossigeno, lo 0,93 di argon, lo 0,03 di anidride carbonica e lo 0,01% di altri gas), trattenuto dalla forza di attrazione terrestre e che si mantiene omogeneo fino a circa 80-100 km dal suolo.
Ma già a partire da 50-70 km di altezza l’atmosfera è caratterizzata dalla presenza di un grandissimo numero di particelle dotate di cariche elettriche (ioni) prodotte dalle radiazioni X ed ultraviolette solari e dai raggi cosmici. Il fenomeno interessa soprattutto la termosfera, che perciò viene denominata anche ionosfera (100-500 km di altezza).
L’aurora polare, detta anche aurora boreale o australe a seconda dell’emisfero in cui si verifica, è un fenomeno ottico della ionosfera che si manifesta nei cieli delle regioni polari sotto forma di bande luminose, raggi, archi e drappeggi multicolori.
Il fenomeno è causato dall’interazione tra le particelle cariche (protoni ed elettroni) di origine solare (vento solare) con la ionosfera terrestre.

Tali particelle eccitano gli atomi atmosferici, i quali in seguito si diseccitano ed emettono luce di varie lunghezza d’onda.

Campo elettrico e campo magnetico: tesina di fisica

AURORA BOREALE: SPIEGAZIONE FISICA

A causa della geometria del campo magnetico terrestre, le aurore sono visibili in due ristrette fasce a forma di anello attorno ai poli magnetici della Terra (spostati dai poli geografici di un angolo di 11,5°), dette ovali aurorali.
Questi ovali hanno un diametro di circa 3000 km nei periodi di quiete, per poi crescere quando il campo magnetico terrestre è disturbato, e in genere si trovano tra 60° e 70° di latitudine nord e sud.
Le aurore polari sono state a lungo considerate speculari l’una all’altra, almeno fino ad uno studio della NASA del 2005. Nella nuova ricerca, due studiosi dell’Università di Bergen in Norvegia (Nikolai Østgaard e Karl Magnus Laundal) hanno analizzato immagini della luce catturate con delle speciali camere; le macchie osservate al tramonto nell’aurora australe durante l’inverno sono apparse persistenti, contrariamente a quelle visibili all’alba nell’aurora boreale estiva, che, invece, sono transitorie. Ciò ha portato gli autori ad ipotizzare che le particelle solari non si distribuiscano uniformemente tra i due emisferi, dove sarebbero anche sottoposte ad una diversa accelerazione.

Elettromagnetismo: tesina maturità

AURORA BOREALE COME SI FORMA

Oltre a produrre luce, le particelle energetiche che formano l’aurora portano anche calore. Questo tuttavia è dissipato come radiazione infrarossa o trasportato via dai forti venti dell’alta atmosfera.
A volte, durante l’apparizione di un’aurora, si possono udire suoni che somigliano a sibili. Si tratta di suoni elettrofonici. L’origine di questi suoni non è ancora chiara; si ritiene che sia dovuta a perturbazioni del campo magnetico terrestre locale, causate da un’aumentata ionizzazione dell’atmosfera sovrastante.
I particolari colori di un’aurora dipendono da quali gas sono presenti nell’atmosfera, dal loro stato elettrico e dall’energia delle particelle che li colpiscono. L’ossigeno atomico è responsabile del colore verde (lunghezza d’onda 557,7 nm), l’ossigeno molecolare per il rosso (630 nm) e l’azoto per il blu.
 L’origine delle aurore si trova sul sole; da qui infatti (e in particolare dalle macchie solari) partono quelle folate di elettroni, protoni e nuclei “nudi” di atomi prevalentemente leggeri costituenti il vento solare. Questo investe in pieno la magnetosfera (il campo magnetico terrestre), il quale costituisce una sorta di “barriera protettiva” che devia le particelle solari. Tuttavia, a causa di un processo noto come riconnessione magnetica (il campo magnetico interplanetario punta in direzione opposta a quello terrestre), il plasma del vento solare può penetrare dentro la magnetosfera e, dopo complessi processi di accelerazione, interagire con la ionosfera terrestre, depositando immense quantità di protoni ed elettroni nell’alta atmosfera, e originando, in tal modo, le aurore polari.
Le zone artiche possiedono una protezione magnetica minore, e per questo risultano le più esposte al fenomeno.