Categoria: fisica

                    Doppio cono su guide inclinate.
Nell’inventario del 1912 al n. 850, è citato come già esistente con la seguente definizione: “Doppio cono montato in un piano inclinato di legno”.
Questo solido di legno massiccio, quando viene messo sull’apposito sostegno, un piano inclinato costituito da due guide divergenti, risale apparentemente sui suoi appoggi.
In realtà le guide divergenti giocano con il profilo dei coni in modo tale che il baricentro del doppio cono discende durante il percorso.
Il baricentro del doppio cono è posizionato (salvo anomalie nella densità del legno) sull’asse di rotazione in corrispondenza del diametro massimo.
L’osservatore, che attentamente guarda la scena con gli occhi all’altezza del piano di appoggio orizzontale, nel valutare il moto si riferisce involontariamente al piano inclinato e non coglie il lieve abbassarsi dell’oggetto, avendo così l’illusione di una risalita.
Se invece osserva con più attenzione la distanza tra l’asse di rotazione e il piano orizzontale (a parte le eventuali oscillazioni durante il tragitto) può apprezzarne la pur lieve diminuzione.
La figura 51 912 è tratta da pag. 274 del catalogo Max Kohl A. G. Chemnitz (Germany). Price List No. 50, Vols. II and III. Physical Apparatus Vol II. (1909-1911?), che si trova all’indirizzo:
https://ia802605.us.archive.org/4/items/pricelistno5023kohlrich/pricelistno5023kohlrich.pdf .
Il doppio cono su guide inclinate è esposto al Museo MITI, su proposta di Fabio Panfili.
    Foto di Daniele Maiani e di Contemporanea Progetti; ricerche, elaborazioni e testo di Fabio Panfili.
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Klystron Reflex 723 A/B Valvo.
Acquistato nel 1966 insieme all’apparato a microonde Phywe.
Il klystron è stato così battezzato dal Dr. H. F. Frankel del dipartimento di studi classici di Stanford: il nome si ispira in greco antico all’infrangersi delle onde sulla spiaggia, mentre il suffisso tron indica la natura elettronica del dispositivo.
Esso presenta una notevole complessità teorica, costruttiva e di funzionamento per cui si ritiene opportuno non approfondirne la descrizione.
I fratelli  Russell e Sigurd Varian insieme a William W. Hansen della Stanford University, costruirono il loro prototipo nell’estate del 1937 (Patent No 2,269,456).
I due fratelli Varian pubblicarono: A High-Frequency Oscillator and Amplifier, J. App. Phys, 10, 321 nel 1939. Questa invenzione, insieme al magnetron, ebbe notevole influenza sullo sviluppo del radar in Inghilterra e negli Stati Uniti.
Il Klistron Reflex 723A/B è stato sviluppato durante la seconda guerra mondiale dai Bell Telephone Laboratories e costruito in un gran numero di esemplari dalla Western Electric, Rayheon e Ken-Rad ed è stato sostituito dal 2K25 che è quasi identico.
Il Klystron Reflex fa uso di una sola cavità risonante e di una sola coppia di griglie G1 G2 le quali agiscono da modulatrici nel percorso di andata degli elettroni e da captatrici in quello di ritorno.
La riflessione degli elettroni si ottiene col repulsore P tenuto ad una tensione negativa anche rispetto al catodo. Gli elettroni in arrivo vengono rallentati e poi respinti, ritornando verso le griglie.
Il fenomeno di raggruppamento si ha nello spazio tra G2 e P.
In una figura si è voluto far osservare nei dettagli il percorso di alcuni elettroni, i quali ricadono sulla griglia G1 per evitare che ripercorrano di nuovo il tragitto dal catodo al repulsore, poiché questo comporterebbe degli inconvenienti.
Il Klystron viene utilizzato tutt’oggi come oscillatore per supereterodina, amplificatore di microonde e di alte frequenze radio e per generare un segnale di bassa potenza per i ricevitori radar. Inoltre è stato usato nelle comunicazioni satellitari, sistemi di guida per missili e aerei e trasmissioni telefoniche e televisive.
Rispetto al magnetron ha la caratteristica di mantenere la coerenza del segnale amplificato, così il segnale in uscita può essere esattamente controllato in ampiezza, frequenza e fase.
Il Klystron Reflex 723A/B, nella nostra configurazione, genera onde elettromagnetiche polarizzate verticalmente alla frequenza f = 9,45 GHz (alla quale corrisponde una lunghezza d’onda nell’aria di 3,17 cm) alla potenza di 25 mW. Mentre, secondo le sue caratteristiche specifiche, la sua frequenza tipica è di 9,37 GHz. La tensione di filamento è di 6,3 V; la tensione del risonatore è di 300 V D.C.; la tensione del repulsore è di 130 – 185 V D.C..
Per inciso la velocità delle onde elettromagnetiche nel vuoto è c = 299.792.458,108 m/s.
Il 723A/B generalmente trova il suo impiego come oscillatore nei ricevitori radar, negli analizzatori di spettro, ecc. .
A lato del tubo elettronico c’è una vite per l’accordo in frequenza ottenuto meccanicamente; infatti, la vite agisce sul riflettore e può far variare la capacità del risonatore.
Nella seconda figura è riportata la struttura schematica del Klystron Refkex che funziona da oscillatore con l’uso di una sola cavità.
Nella terza figura si osserva la sezione ingrandita di un particolare del Klystron Reflex: sono evidenziate le linee equipotenziali e le traiettorie degli elettroni i quali ricadono sulla cornice della prima griglia.
Nota: Giuseppe Dilda insegnò radiotecnica al Montani negli anni ’30 del Novecento come risulta dai documenti dell’Istituto (A. S. I.T.I. Montani, miscellanea. Dir. Mario Stella) e come ricorda egli stesso nella dedica, scritta di suo pugno nel 1994 sul suo libro Microonde, che abbiamo riportato nell’ultima figura. Nel 1956 Dilda insegnava Radiotecnica presso l’IT.I. di Torino ed era incaricato di Radioricevitori per il Corso di perfezionamento in Comunicazioni Elettriche nel Politecnico di Torino come si legge nelle prefazioni ai suoi libri di Radiotecnica dell’epoca.
Questi libri sono conservati nella Biblioteca del Montani.
Bibliografia.
G. Dilda, Microonde, Levrotto & Bella, Torino 1956, da cui sono tratte le figure.
D. Varian, The Inventor and the Pilot: Russell and Sigurd Varian, Pacific Books 1983.
E. L. Ginzton, R. Varian, Varian Associates: An Early History, 611 Hansen Way, Palo Alto California 94303, documento privo di data.
D. R. Hamilton, J. K. Knipp, J. B. Horner Kuper, Klystrons and Microwave Triodes, M. I. T., Radiation Laboratories series, Vol. 7, McGraw Hill 1948.
S. Malatesta, Elementi di Radiotecnica Generale, C. Cursi, Pisa 1961.
Per consultare due delle 4 schede  scrivere: “microonde” su Cerca; per vedere l’altra scheda scrivere: “Amplificatore” su Cerca. Oppure semplicemente cercare nell’elenco di Fisica.
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Recentemente abbiamo trovato le caratteristiche complete nel sito: “https://frank.pocnet.net/sheets/046/2/2K25.pdf ” .
DATI TECNICI del 723A/B
Il klystron reflex tipo 723 A/B è progettato specialmente per operare a 9370 MHz. Il suo range di frequenza è più piccolo di quello del 2K25: da 8702 a 9548 MHz.
DATI DI RISCALDAMENTO DEL FILAMENTO
Riscaldamento: indiretto in C.A. o in C.C.; alimentazione in parallelo.
Tensione di riscaldamento: V_f = 6,3 V ± 8%
Corrente di riscaldamento: I_f = 0.44 A
CONDIZIONI TIPICHE DI LAVORO: (frequenza 9370 MHz, modalità A)
Tensione del risonatore in C.C. V_ris = 300 V
Corrente del risonatore in C.C. I_ris = 25 mA
Range di tensione del repulsore in C.C. V_rep = da – 130 a – 185 V                 Nota 1)
Range della frequenza di sintonizzazione elettronica a mezza potenza Δf = 35 MHz         Nota 2)
Potenza di uscita W₀ = 25 mW
VALORI LIMITE (massimi assoluti)
Tensione del risonatore in C.C. V_ris = max 330 V
Tensione del repulsore neg. in C.C. V_rep = max – 400V
Tensione del repulsore pos. in C.C. V_rep = max 0 V
Corrente del risonatore in C.C. I_ris = max. 37 mA
Tensione tra catodo e filamento riscaldatore V_cf = max. 50 V
Temperatura della linea di uscita coassiale T = max. 70 °C
Nota 1) Regolata per la massima potenza all’uscita alla frequenza data di lavoro.
Nota 2) Cambiare la frequenza tra i due punti a mezza potenza quando la tensione del repulsore viene
variata al di sopra e al di sotto del punto di uscita massima di potenza corrispondente alla frequenza data.
Per un confronto con il Reflex Klystron 2K25, scrivere “2K25” su Cerca.
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Foto di Federico Balilli, elaborazioni, ricerche e testo di Fabio Panfili.
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        Lampada di sicurezza Davy.
Nell`inventario del 1912 a pag. 53, n° 903, si legge:  “Lampada di Davy. Cond. mediocre. ₤ 2. Già esistente”.  Nell`inventario del 1919, si trova a pag. 39, n° 838.
Una rete metallica, appoggiata sopra una fiamma a gas, distribuendo il calore a tutta la sua massa, lo disperde nell`aria.
Pertanto la rete si arroventa ma non permette alla fiamma di attraversarla.
Il gas quindi passa per la rete restando incombusto; ciò si prova mettendo un fiammifero acceso sopra la rete, esso riavvia la fiamma.
Tale proprietà delle reti metalliche trova applicazione nella lampada di sicurezza.

Nelle miniere di carbon fossile si sviluppa il grisou, un gas che si accumula nei soffitti delle gallerie e, se si infiamma, esplode, bruciando i minatori investiti dalle fiamme e asfissiando i sopravvissuti perché produce anidride carbonica.
La lampada di H. Davy (1778-1829) è una lampada ad olio, la cui fiamma è circondata da un cilindro di fitta rete metallica chiuso in alto.
In presenza di aria pura la lampada arde normalmente, ma quando c`è il grisou, la fiamma si espande e scoppietta poi si spegne, perché il gas entra attraverso la rete e l`ossigeno viene subito consumato.
Dunque essa normalmente illumina le gallerie evitando l`innesco di esplosioni e avverte inoltre il minatore della presenza del grisou, permettendogli di mettersi in salvo.
I tre disegni rappresentano la lampada e le proprietà delle reti metalliche soggette alla fiamma.
Bibliografia.
A. Funaro e R. Pitoni, Corso di fisica e chimica, R. Giusti, Livorno 1907.
L. Segalin, Fisica sperimentale, Vol. I, G. B. Paravia & C., Torino 1933,  da cui sono tratte la figura con
rete e fiamma e la figura 244.

La figura 61-215 è a pag. 269 del Catalogue of Physical Instruments N° 17, L. E. Knott Apparatus Company Boston, 1912, rinvenibile all’indirizzo:
https://archive.org/details/catalogofphyinst00knotrich?q=Catalogue+of+Physical+Instruments

La figura 1932 è a pag. 90 del Catalogue of Physical Apparatus E. Leybold’s Nachfolger Cologne [1910?]. Rinvenibile all’indirizzo:
https://www.sil.si.edu/DigitalCollections/trade-literature/scientific-instruments/files/52546/
Foto di Daniele Maiani, elaborazioni, ricerche e testo di Fabio Panfili.
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Galvanometro Phywe da dimostrazione.
  Attualmente esistono al Montani tre strumenti di questo tipo corredati da un ingente numero di scale intercambiabili; uno di essi è rovinato ma gli altri due sono perfettamente funzionanti e in uso.
  Nell`inventario D del 1956 al n° 3981, in data 10/05/1966, si legge:  “Strumenti universali mis. elettrica a bobina mobile. ₤ 260.730”.
  È uno strumento a magnete fisso e bobina mobile, con resistenza interna di 50 ohm, destinato ad uso didattico, infatti non solo mostra il suo interno attraverso la finestra anteriore e quella posteriore, ma permette il suo uso sia come galvanometro, sia come voltmetro, sia come amperometro in C.C. e in C.A., semplicemente scegliendo la scala da inserire nell`apposita fenditura posta in alto.
Durante la misura lo strumento va posto in verticale; un sistema a vite, comandato lateralmente, serve sia per l`azzeramento, sia per spostare l`ago al centro quando lo strumento si usa come galvanometro. La classe è di 1,5 per misure di tensione e corrente in C.C. , mentre è di 2,5 per misure di tensione e corrente in C.A. .
Le scale sono munite di contatti.
Nelle foto vengono mostrate solo 4 scale, ma sono disponibili circa 33 scale con i seguenti valori fondo scala: 1) in C.C. : da 1 mA e da 2 mA per l`uso come galvanometro a zero centrale; 10 mA; 100 mA; 1 A e 10 A come amperometro; da 1 V; 10 V; 50 V; 250 V e 500 V; come voltmetro;
2) in C.A. : 100 mA, 1 A e 10 A come amperometro; 10 V; 50 V; 250 V e 500 V come voltmetro.
Ogni scala riporta la classe, la tensione di prova, la resistenza interna, il raddrizzatore nel caso di impiego in C.A. e le indicazioni relative all`uso.
Foto di Claudio Profumieri, elaborazioni, ricerche e testo di Fabio Panfili.
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    Galvanometro Tipo GP E 66 a N° 0262.
Costruito dalle Officine Galileo, Firenze.
È uno strumento in C. C. con magnete fisso e bobina mobile da usarsi in posizione del quadro orizzontale, resistenza interna di 400 Ω, tensione di prova 500 V.
Foto di Claudio Profumieri, elaborazioni di Fabio Panfili.
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