Cannocchiale per la lettura dei galvanometri a riflessione
Si tratta di un cannocchiale in ottone per letture a riflessione, in particolare, come si legge nel registro inventariale, per la lettura delle misure dell’intensità di corrente continua effettuate tramite un galvanometro a riflessione. Il cannocchiale è imperniato in un anello posto alla base di un’asta, sorretta a sua volta da un treppiede di colore nero con piedi a vite calante. Mediante viti in ottone, il cannocchiale può essere inclinato in verticale oppure in orizzontale e bloccato in posizione. È dotato di un sistema con cremagliera per la messa a fuoco. Lungo l’asta sono presenti due sostegni mobili ed orientabili, di colore nero, che portavano le scale graduate, probabilmente in vetro, andate perdute. La lettura della intensità di corrente misurata dal galvanometro avveniva con il metodo soggettivo di Poggendorff detto anche metodo del cannocchiale-specchio-scala, ossia tramite uno specchio piano montato sull’apparato mobile del galvanometro: quando una corrente scorre nello strumento, l’apparato mobile e lo specchio ruotano, rispetto alla posizione iniziale, di un angolo dipendente dalla intensità di corrente. Mediante il cannocchiale, si può osservare tale rotazione dalla immagine della scala graduata riflessa dallo specchio.
Lo strumento porta verniciati sul treppiede due diversi numeri di inventario. Il numero 749 corrisponde, nel registro inventariale, ad un cannocchiale per la lettura dei galvanometri a riflessione acquisito il 23 giugno 1890 con fondi provenienti dal Gabinetto di Fisica per la cifra di 322 lire. Il numero C44 corrispondente all’inventario “degli oggetti acquistati e delle spese fatte con fondi del Consorzio Universitario per il Gabinetto di Fisica” (vedi “Per saperne di più sulla fisica del Novecento all’interno dell’Università modenese”) acquisito nel 1902 per un valore attribuito di 230 lire. In quest’ultimo registro appare una nota scritta a matita: “è stato costruito da Biamino (?) di Parma sul modello Edelmann)”.Lo strumento è, purtroppo, privo della parte ottica che non è stata ancora ritrovata.
Il galvanometro
Il galvanometro è uno strumento per la misura di grandezze elettriche, in particolare è un rilevatore di corrente continua. Il galvanometro a specchio o a riflessione si avvale di un piccolo specchio che ruota, rispetto alla posizione iniziale, di un angolo dipendente dalla corrente continua che scorre nello strumento. Un fascio di luce o l’immagine di una scala graduata sono riflessi verso un visore, così da cogliere i movimenti dello specchio. Aumentando la distanza tra questo ed il visore si possono apprezzare piccole variazioni nella posizione dello specchietto.
Max Thomas Edelmann
Max Thomas Edelmann (1845, 1913) era un fisico, ingegnere tedesco, professore universitario e costruttore di strumenti scientifici. Si occupò anche di Meteorologia ed Astronomia [1]. Nel 1870, Edelmann fonda a Monaco l’Istituto fisico-meccanico per la produzione di apparecchi fisici di precisione. Costruisce, tra le altre cose, strumenti di proiezione, apparecchi fotografici per la registrazione di fenomeni elettrici, nuovi strumenti di misura per la ricerca sul magnetismo terrestre e strumenti per uso in medicina. Produce diapason precisi e uno strumento regolabile per frequenze molto alte per ricercare l’ udito residuo nelle persone sorde.
Johann Christian Poggendorff
Johann Christian Poggendorff (1796, 1877) era un fisico tedesco, nato ad Amburgo [2]. Tenne, per chiara fama, lezioni di Storia della Fisica all’Università di Berlino. Si occupò di elettricità e magnetismo. Nel 1824 divenne editor della rivista Annalen der Physik und Chemie, una delle più vecchie riviste scientifiche di Fisica pubblicata fin dal 1799. Tenne l’incarico per cinquantadue anni, fino al 1876. È noto per avere sviluppato il galvanometro a specchio e per il metodo Poggendorff, conosciuto anche come “metodo del cannocchiale, specchio e scala”, da lui elaborato nel 1826.
Il metodo cannocchiale- specchio-scala di Poggendorff
Il metodo cannocchiale- specchio- scala è utilizzato per la misura di piccoli spostamenti angolari di uno specchio piano, S, fissato all’equipaggio mobile di strumenti di misura, come i galvanometri a riflessione. Fu introdotto da J. C. Poggendorff nel 1826. Nella disposizione degli strumenti più usuale, all’inizio della misura, una scala graduata orizzontale AB (vedi figura), fortemente illuminata, è posta parallela allo specchio S, con il suo punto centrale sopra o sotto l’asse ottico di un cannocchiale, T, dotato di reticolo. Il cannocchiale è perpendicolare ad S ed a una distanza r. La disposizione dell’apparato è tale che nel cannocchiale è visibile ed a fuoco l’immagine della scala graduata riflessa dallo specchio. Quando lo specchio ruota, successive graduazioni della scala vanno a sovrapporsi al reticolo del cannocchiale così che è possibile contare di quante divisioni l’immagine della scala si sposta in corrispondenza della rotazione di un angolo θ di S. La distanza di osservazione è di 1-3 m. Questo è detto metodo soggettivo (ossia adatto all’osservazione di una sola persona) o tedesco, ma esistono alcune varianti negli apparati utilizzati per effettuare la lettura di strumenti tramite uno specchio [3]. Il metodo inglese o obiettivo (si basa sulla cosiddetta leva ottica) consiste nel togliere il cannocchiale e sostituirlo con una fessura attraverso la quale viene teso un filo sottile oppure una sottile fenditura illuminata mediante una lampada posta dietro di essa. In entrambi i casi un sottile fascio luminoso deve colpire lo specchio S così da formare un’immagine riflessa in un punto della scala graduata (a volte viene usata anche una lente o uno specchio concavo). La rotazione dello specchietto fa spostare l’immagine del filo o della fenditura sulla scala graduata, che, se trasparente, consente la lettura anche dalla parte opposta.
In entrambi i metodi, se inizialmente lo specchio è posizionato parallelamente ad una scala piana, quando viene ruotato di un angolo θ, la luce o l’immagine della scala riflessa verrà deviata di 2θ. Dalla osservazione della deviazione e dalla disposizione dell’apparato di misura si può, allora, stimare il valore della tangente:
e quindi di θ.
Il metodo di misura tramite riflessione da uno specchio fu usato e migliorato anche da Gauss, Weber e William Thomson (lord Kelvin). Successivamente, al posto del cannocchiale, fu usato anche un proiettore.
Bibliografia
[1] Max Thomas Edelmann, https://de.wikipedia.org/wiki/Max_Thomas_Edelmann
[2] Johann Christian Poggendorff , https://it.wikipedia.org/wiki/Johann_Christian_Poggendorff
[3] Silas W. Holman, The telescope-mirror-scale method; adjustments and tests, John Wiley & Sons, New York, Chapman & Hall, Limited, London, 1898, https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f9/Telescope-mirror scale_method_adjustments_and_tests_%28IA_telescopemirrors00holmrich%29.pdf. Provenienza dell’originale: University of California Libraries
Autore: Prof.ssa Sandra Morelli, Dipartimento di Scienze Fisiche, Informatiche e Matematiche