Φθινοπωρινή ισημερία και πείραμα του Ερατοσθένη στο 2ο Λύκειο Σπάρτης

0
494

Με την «ευκαιρία» του φαινομένου της φθινοπωρινής ισημερίας, μαθητές του 2ου γενικού λυκείου Σπάρτης υπολόγισαν την περιφέρεια της Γης, εφαρμόζοντας τη μέθοδο του «Πένταθλου» Ερατοσθένη (3ος αιώνας πΧ).

Την ημέρα της ισημερίας και την ώρα που μεσουρανούσε ο ήλιος, οι μαθητές, με την καθοδήγηση των καθηγητών φυσικών επιστημών του σχολείου, έστησαν στο προαύλιο μεταλλικές ράβδους και μέτρησαν τα μήκη τους και τις σκιές τους. Από το λόγο του μήκους της κάθε ράβδου προς το μήκος της σκιάς της, υπολόγισαν, όπως ο Ερατοσθένης, την περιφέρεια της γης και μάλιστα με σχετικά μεγάλη ακρίβεια. Αξίζει να σημειωθεί ότι ταυτόχρονα εκτελούσαν το πείραμα μαθητές σε πολυάριθμα ελληνικά σχολεία, αλλά και σε διάφορες χώρες του κόσμου, συμμετέχοντας στη διεθνή δράση «Eratosthenes Experiment».

Τα παιδιά, ακολουθώντας τις οδηγίες του καθηγητή φυσικής κ. Α. Καναβάρου, είχαν προετοιμαστεί κατάλληλα, έχοντας βρει τις συντεταγμένες (γεωγραφικό μήκος και πλάτος) του σχολείου, την απόστασή του από τον ισημερινό, την ακριβή ώρα της μέτρησης, ενώ παράλληλα είχαν συζητήσει διεξοδικά στις τάξεις τους για τον Ερατοσθένη και την εποχή του, την επιστημονική του δραστηριότητα και τις πρωτότυπες ιδέες του. Συμμετείχαν δε, με μεγάλη προθυμία στο πείραμα, όπου όχι μόνο πήραν μετρήσεις κι έκαναν υπολογισμούς, αλλά γνώρισαν με τον καλύτερο δυνατό τρόπο θεμελιώδη μεγέθη και έννοιες της φυσικής, όπως «χρόνος», «μήκος», «ταχύτητα», «μέτρηση», «ακρίβεια», «σφάλμα», «αβεβαιότητα», «σημαντικά ψηφία» κλπ. Υλοποίησαν έτσι, υποδειγματικά, την εργαστηριακή άσκηση της τάξης τους για «τις μετρήσεις και την επεξεργασία δεδομένων».

Τους μαθητές στη διάρκεια του πειράματος βοήθησαν ο διευθυντής του σχολείου – φυσικός κ. Ι. Κωστάκης και οι εκπαιδευτικοί φυσικών επιστημών κ.κ. Γ. Ανδριοπούλου, Α. Καναβάρος, Π. Στρίφας και Ε. Παλούμπα, ενώ οι εύστοχες παρατηρήσεις του φιλόλογου κ. Π. Χριστάκου υπογράμμισαν χαρακτηριστικά τον διαθεματικό και διαχρονικό χαρακτήρα του πειράματος του Ερατοσθένη.

Ιστορικά στοιχεία

Ο Ερατοσθένης (276 πΧ – 194 πΧ) εργαζόταν στη βιβλιοθήκη της Αλεξάνδρειας της Αιγύπτου, όπου λέγεται πως διάβασε ότι ο ήλιος, την ώρα που μεσουρανούσε κατά το θερινό ηλιοστάσιο, καθρεφτιζόταν ακριβώς στον πυθμένα ενός πηγαδιού στη Συήνη (σημερινό Ασσουάν). Η Συήνη βρίσκεται περίπου 800 χλμ νοτιότερα από την Αλεξάνδρεια. Ο Ερατοσθένης διερωτήθηκε εάν συμβαίνει το ίδιο ταυτόχρονα και στην Αλεξάνδρεια, στην οποία όμως παρατήρησε ότι την ίδια μέρα και ώρα οι κατακόρυφοι στύλοι είχαν σκιά. Θεώρησε πως οι ακτίνες του ήλιου φτάνουν στη γη σχεδόν παράλληλα, λόγω της μεγάλης απόστασης των δύο ουράνιων σωμάτων. Αν η Γη ήταν επίπεδη, δύο κατακόρυφοι στύλοι στις δυο πόλεις, όντας παράλληλοι, θα έπρεπε να έχουν και οι δυο σκιά. Βασισμένος σ’ αυτές τις παρατηρήσεις και υποθέσεις, ο Ερατοσθένης υποστήριξε ότι η επιφάνεια της Γης δεν είναι επίπεδη, αλλά σφαιρική.

Με απλά μαθηματικά, «μέτρησε» την περιφέρεια της γης, γνωρίζοντας την απόσταση Συήνης – Αλεξάνδρειας (για την οποία, σύμφωνα με μαρτυρίες, προσέλαβε βηματιστές) και υπολογίζοντας ίση με 7 μοίρες περίπου τη διαφορά των γεωγραφικών πλατών των δύο πόλεων από το μήκος της σκιάς ενός οβελίσκου.

Ο Ερατοσθένης κατέληξε στο αποτέλεσμα ότι η περιφέρεια της γης είναι 40.000 χλμ, με σφάλμα 2%, ιδιαίτερα μικρό για μετρήσεις και υπολογισμούς που έγιναν πριν 2,5 χιλιετίες…