ABSTRACT:
Declinometer and inclinometer. Dated 1925, manufactured by “Officine Galileo Florence, serial number 98487”.
This is a simple device with a magnetic needle used to measure the characteristic angles which the magnetic field vector creates in a specific location. The declination is the angle formed by the magnetic meridian, shown by the needle`s position which can oscillate on the horizontal plane, with the geographic meridian. The inclination is the angle formed by the needle`s position which can oscillate on the vertical plane compared to the horizontal plane. These observations, carried out through the centuries, supply evidence about the two quantities registered through time. The recordings of the secular trends of these quantities in a given location indicate a cyclic regularity which has not yet been explained.
Traduzione di Arianna Fedeli, supervisione della prof.ssa Meri Biancucci.
Declinometro e inclinometro, Off. Galileo.
Nell’inventario generale n° 6 del 1925 a pag. 68, n° 2237/136 si legge: “Officine Galileo Firenze. Inclinometro e declinometro ₤ 441” destinato al gabinetto di Fisica. Nell`inventario del 1926, n° 655 – 2237, si legge di nuovo: “Inclinometro e declinometro; ₤ 441 n° 367. Officine Galileo Firenze N° 98487”.
Il Timeo di Platone parla di “pietra eraclea” descrivendo le proprietà magnetiche della pietra di magnesia, detta oggi magnetite (Fe3 O4).
Questa era nota nell`antica Cina, i primi riferimenti molto incerti fanno risalire il suo impiego come bussola per scopi magici fin dall`83 d.C. (Lun Hêng di Wang Chung).
Sempre in Cina all’epoca Sung (960-1279) fu realizzata una bussola magnetica di cui esiste una descrizione dettagliata nel Wu Ching Tsung Yao di Tsêng Kung-Liang, un libro del 1084. Un pezzetto di ferro magnetizzato, inserito in un pesciolino di legno, era posto a galleggiare in una vaschetta colma d`acqua ad indicare il Sud.
La tradizione vuole che furono gli occidentali ad usare la calamita come bussola per la navigazione, verso la fine del XII secolo.
Secondo alcuni autori fu A. Necham nel 1180 a parlare dell’impiego degli aghi magnetici per l’orientamento, altri attribuiscono addirittura agli Olmechi la scoperta, risalente in questo caso a circa 3000 anni fa.
R. Norman, nato forse nel 1550, scoprì che l`ago magnetico, oltre ad orientarsi verso il nord, si inclinava rispetto al piano orizzontale. Per studiare questo comportamento progettò una bussola di inclinazione e pubblicò le sue osservazioni nel “The Newe Attractive” nel 1581 a Londra.
Uno studio, con un carattere di scientificità in senso moderno, del magnetismo terrestre è iniziato con la pubblicazione del “De Magnete” di W. Gilbert (1544-1603) avvenuta nel 1600.
Egli costruì una terrella, cioè una sfera di magnetite naturale, e mostrò che un piccolo ago magnetico, posto in diversi punti della sua superficie, si comporta allo stesso modo dell’ago della bussola in vari luoghi della Terra.
Dagli studi di Gilbert ai giorni nostri la sorgente del campo magnetico terrestre non è stata ancora identificata, è comunque ormai certo che all’interno della Terra non c`è un gigantesco magnete; inoltre i minerali magnetizzati perennemente non potrebbero spostarsi in modo tale da determinare le variazioni della configurazione del campo che sono avvenute nella storia del pianeta.
La teoria moderna attualmente più accreditata si basa sui moti del nucleo fluido della Terra, ma le nostre conoscenze sul meccanismo che genera il campo sono ancora vaghe. Fin dal secolo XVII sono state disegnate elaborate mappe dell`intensità e della direzione del campo magnetico riguardanti tutta la superficie della Terra.
In tempi più recenti, dall’esame delle rocce della crosta terrestre si sono ottenute informazioni che permettono di registrarne l’evoluzione nelle ere geologiche. Si sa quindi che il campo ha invertito la propria direzione all’incirca ogni milione di anni.
Il declinometro e incilinometro è un semplice dispositivo ad ago magnetico che permette di misurare gli angoli caratteristici che forma il vettore campo magnetico in una data località. Esso è costituito da un lungo ago magnetico, il cui perno di rotazione, dotato di un indice e di un piccolo goniometro posto di lato, può essere orientato a piacere. L’ago è circondato da un grande goniometro, ben visibile nella foto, su cui è agevole fare la lettura degli angoli.
Il tutto è sostenuto da un alberino, munito di indice, che può ruotare su un terzo goniometro orizzontale.
A lato dell’alberino c’è un filo a piombo per la buona messa in opera dell’apparecchio, questo filo a piombo deve poi essere posto in coincidenza con l’indice del terzo goniometro.
La declinazione è l’angolo formato dal meridiano magnetico, indicato dalla posizione dell`ago che può oscillare sul piano orizzontale, col meridiano geografico.
L’inclinazione è l`angolo formato dalla posizione dell’ago, che può oscillare sul piano verticale, rispetto al piano orizzontale.
Secondo R. Pitoni: «Cristoforo Colombo fu il primo ad osservare la declinazione magnetica. Ciò avvenne il 13 settembre 1492, quando egli, trovandosi a 200 miglia marine dall’isola del Ferro, determinò in 5,5° verso occidente l`angolo che l`ago magnetico fa col meridiano».
Secondo l`autore ciò accadde poiché fino ad allora i naviganti avevano battuto i mari in cui la declinazione era sempre orientale e veniva attribuita a imperfezioni delle bussole. Queste ipotesi sono confermate da F. Cajori.
In seguito si cominciarono a registrare le declinazioni e a riportare sulle carte geografiche le linee isogoniche, cioè di stessa declinazione.
Invece, sempre secondo questi due autori, la scoperta della inclinazione pare sia da attribuire ad Hartmann che nel 1544 stimò una inclinazione di circa 9 gradi, o al già ricordato R. Norman che nel 1576 trovò a Londra una inclinazione di 71° 50`.
Oggi si attribuisce la scoperta a Norman.
Si iniziarono quindi a registrare le inclinazioni in vari luoghi e a riportare le linee isocline sulle carte geografiche. Queste rilevazioni, continuamente aggiornate, documentano le variazioni delle due grandezze avvenute nel tempo.
Le registrazioni degli andamenti secolari delle grandezze in una data località mostrano una certa regolarità ciclica che non ha ancora una spiegazione.
Bibliografia:
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La figura M 1015 con la breve spiegazione si trova a pag. 238 del catalogo: Apparecchi per l’Insegnamento della Fisica a cura del prof. R. Magini, Officine Galileo, 1940.
La figura 11755 si trova a pag. 139 del Catalog M Physical & Chemical Apparatus May 1912, Central Scientific Company. Chicago. U.S.A. . Rinvenibile all’indirizzo:
https://www.sil.si.edu/DigitalCollections/trade-literature/scientific-instruments/pdf/sil14-51680.pdf
Essa appare anche nella copertina.
La figura 9251 si trova a pag. 457 del catalogo: Physical Apparatus, Baird & Tatlock ( London) Ltd. 1912. Rinvenibile all’indirizzo:
https://www.sil.si.edu/DigitalCollections/trade-literature/scientific-instruments/pdf/sil14-52548.pdf
Lo strumento è esposto al Museo MITI, su proposta di Fabio Panfili.
Foto di Federico Balilli, elaborazioni, ricerche e testo di Fabio Panfili.
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