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Parabola Solare 2014-11-24

Progettare e costruire un riflettore parabolico solare o acustico

Il riflettore parabolico (o paraboloide) sfrutta la proprietà della parabola secondo cui i raggi provenienti dal fuoco ed incidenti la superficie parabolica vengono riflessi nella direzione parallela all'asse della parabola e viceversa i raggi provenienti da una direzione parallela all'asse della parabola ed incidenti sulla sua superficie vengono riflessi sul fuoco, come rappresenta questa immagine.

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Il primo fenomeno viene utilizzato nei fari delle automobili e nei proiettori in generale, mentre il fenomeno inverso viene utilizzato per concentrare un onda (che può essere sonora, luminosa o a radiofrequenza) nel fuoco del paraboloide. Ecco un immagine che riassume alcune applicazioni:

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Progetto del paraboloide
Con questo progetto si può costruire un paraboloide per la maggior parte delle applicazioni viste sopra ad esclusioni di quelle in cui la focalizzazione deve essere molto precisa (telescopi) o le dimensioni devono essere molto grandi (radiotelescopi). In base all'applicazione si dovrà scegliere il materiale di costruzione ed il metodo di assemblaggio tra quelli proposti.

Questo foglio di calcolo consente di ricavare le dimensioni delle strisce di materiale (cartone, fogli di alluminio, lastre di materiale plastico, legno, ecc.) che unite formeranno un riflettore parabolico. Ciascuna striscia è composta da un certo numero di segmenti, come visibile in figura.


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La dimensione dei segmenti, quindi delle strisce, si ottiene specificando i seguenti parametri della parabola: raggio, lunghezza focale, grandezza del fuoco, numero di strisce e numero di segmenti per ogni striscia. Le strisce ed i segmenti sono ben visualizzati nell'immagine tridimensionale riportata sopra, che rappresenta il paraboloide finito. Il raggio e la lunghezza focale sono rappresentati nella parabola qui sotto.


Dall'immagine tridimensionale in alto si comprende che la superficie curva che dovrebbe avere il paraboloide è in realtà approssimata con delle strisce piane, per cui più strisce e più segmenti formano il riflettore parabolico e migliore è l'approssimazione. Inoltre un paraboloide perfetto ha un fuoco puntiforme, mentre quello approssimato che ci accingiamo a costruire ha un fuoco le cui dimensioni dipendono dalla larghezza massima delle strisce.

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