Spettrometro mod. M.G.1.
L`inventario D del 1937, in data 7 novembre 1955, riporta l`acquisto di uno “Spettrometro modello N completo” costruito dalle Officine Galileo-Firenze. Il numero di matricola è O61a 00117.
Nel 1931 Oreste Murani, descrive brevemente lo spettrometro di Hilger in cui è facile riconoscere l`esemplare del Montani. Il modello M.G.1 è il perfezionamento di uno spettrometro che le Officine Galileo di Firenze costruivano già nel 1933.
Il suo cuore è il prisma di Pellin-Broca, in vetro flint extra denso a grande dispersione (indice di rifrazione 1,64). Divisibile idealmente in tre prismi, esso ha la caratteristica di rifrangere il raggio di luce sempre ad angolo retto rispetto al raggio incidente, qualunque sia l`angolo di incidenza.
Il prisma è alloggiato sopra una piattaforma ruotante racchiusa in una scatola con un coperchio amovibile. Ciò permette di far ruotare il prisma (invece degli apparati ottici), per mezzo di un tamburo cilindrico a vite di precisione, applicato sul fianco, per esplorare lo spettro da 380 nm a 800 nm; il valore della lunghezza d`onda della riga inquadrata nel reticolo si legge sul tamburo graduato. I due robusti bracci cilindrici, i cui assi sono complanari e perpendicolari, presentano: il primo un collimatore con fenditura variabile a vite micrometrica fino a 0,01 mm, il secondo un cannocchiale astronomico con reticolo a croce. Le sorgenti di luce da esaminare sono fornite da lampade a gas poste nell`edicola.
La differenza sostanziale tra uno spettroscopio e lo spettrometro di Hilger consiste nella facilità con cui si possono misurare le lunghezze d’onda delle righe spettrali. Una volta regolati bene sia la larghezza della fenditura, sia la messa a fuoco del telescopio, è sufficiente ruotare il tamburo, sul quale è incisa una scala graduata a spirale tarata in nm, inquadrare la riga che interessa all’incrocio del reticolo ottico che appare nel campo visivo, e leggere il valore della sua lunghezza d’onda sulla scala. La taratura dello spettrometro si può eseguire usando lampade nelle quali sono presenti gas noti i cui spettri sono ben conosciuti. Si scelgono vari tipi di gas in modo che permettano la taratura su tutto il range di misura. Esistono apposite tabelle di elementi, nelle quali sono riportate per ogni riga dell’elemento la colorazione della riga (che è solo orientativa) e la lunghezza d’onda.
Nelle Istruzioni delle Officine Galileo si legge testualmente: «MONOCROMATORE – SPETTROMETRO M.G.1 (Dimensioni: cm 40 × 50 × 85 – Peso: Kg 15,400)
Generalità
Lo strumento appartiene alla categoria dei monocromatori – spettrometri a deviazione costante di 90 °. Parte ottica fondamentale dei medesimi è un prisma di Pellin- Broca in flint extra denso (nD = 1,64) a grande dispersione montato sopra una piattaforma girevole racchiusa in una scatola metallica di forma parallelopipeda. La scatola è sorretta da una colona regolabile in altezza, su basamento a treppiede, ed ha un coperchio amovibile per eventuali ispezioni e sostituzioni.
Perpendicolarmente a due facce laterali contigue della stessa scatola, orientate a scrupolo come le facce
di entrata e di uscita del prisma, si protendono infuori due robusti bracci cilindrici i cui assi sono, per costruzione, complanari e perpendicolari. Per il montaggio dello strumento come monocromatore trovano alloggio in detti bracci i due collimatori C1 e C2; per quello come spettrometro vengono invece apllicati il collimatore di entrata C1 ed un cannocchiale astronomico con reticolo a croce C3, in funzione di collettore. Questi diversi strumenti sono intercambiabili, presentano richiami a nasello per il bloccaggio e sono muniti di obiettivi “trattati” con ø = 21 mm, f = 204 mm, apertura relativa 1 : 9.
In corrispondenza dei piani focali degli obiettivi dei collimatori C1 , C2 sono sistemate due fenditure F1, F2. la loro grandezza è regolabile mediante viti micrometriche (che spostano simmetricamente ambedue i lembi delle fenditure) ed è misurabile, su un apposito tamburo graduato, con l’approssimazione di 0,01 mm.
Per il montaggio dello strumento come spettrometro occorre sostituire al collimatore C2 il cannocchiale astronomico C3».
Seguono altre sei pagine di istruzioni.
Vi si dice fra l’altro che lo spettrometro ha un alto potere separatore: 1 : 1300.
In fondo si legge: «Lunghezza d’onda delle radiazioni più comuni e più consigliabili per la taratura dello strumento. Fiamma e arco al sodio: 2 righe gialle (vicinissime) 5890 Å e 5896 Å. Arco e mercurio: 1 riga verde (oltre il resto) 5461 Å. Tubo di Plücker e idrogeno: 3 righe: rosso 6563 Å azzurro 4861 Å violetto 4340 Å. Tubo di Plücker a elio: 1 riga gialla (oltre il resto) 5876 Å. [Å nella notazione qui usata è l’angström = 10 -10 m N.d.R.] (vedi relativa tabella X-3)».
Come si vede nella figura 9002-4 esistono due tipi di tubi di Plücker. Uno si può riempire col gas che si desidera, l’altro si acquista scegliendone le caratteristiche.
Nella figura X-5 si osserva il meccanismo di comando per ruotare il prisma di Pellin Broca, collegato al tamburo.
Inizialmente questo modello veniva prevalentemente usato come monocromatore. Infatti, se si sostituisce il cannocchiale astronomico con un collimatore, si può isolare una riga di un solo colore da sorgenti di luce a spettro a righe. In tal caso esso diventa un fornitore di luce monocromatica del colore desiderato. Nel caso di sorgenti di luce a spettro continuo, il raggio emergente comprende una regione tanto più ristretta quanto più è sottile la fenditura del collimatore.
L’avvento dei laser, la cui luce ha caratteristiche nettamente superiori, lo ha reso obsoleto come monocromatore, limitandone l’uso didattico alla spettroscopia, uso nel quale si rivela molto più semplice e preciso di uno spettroscopio.
La figura L 923 del modello tipo N si trova a pag. 214 del catalogo: Apparecchi per l’Insegnamento della Fisica a cura del prof. R. Magini, Officine Galileo, 1940.
Bibliografia:
O. Murani, Trattato elementare di Fisica, vol. II U. Hoepli Milano 1931; da cui sono tratte le figure 166 (prisma di Pellin-Broca) e 167 (tamburo).
E. Perucca, Fisica generale e sperimentale, vol. II UTET Torino 1934; da cui è tratta la figura 77 molto particolareggiata.
La figura 1 del monocromatore è a pag. 3 e la figura 2 dello spettrometro è a pag. 4 delle Istruzioni: Monocromatore – Spettrometro M.G.1 delle Officine Galileo.
La suggestiva figura 8 è a pag.7 di Notizie per i laboratori scientifici e industriali a cura delle Officine Galileo – Firenze N. 73 – Luglio 1933. Spettroscopio/Spettrografi.”
Spettroscopio modello piccolo.
La descrizione di un modello simile a questo si può trovare in Notizie per i laboratori scientifici e industriali, a cura delle Officine Galileo-Firenze n° 73 del luglio 1933; da cui abbiamo tratto una figura.
Il capitolo decimo “Spettroscopia”, interamente dedicato all’uso degli spettrografi e spettrometri, si trova in: M. Panitteri, S. Barcio. D. Marucci, Complementi di Fisica
e Laboratorio, G. B. Paravia & C., Torino, 1967. Da esso sono tratte le figure X-5 e X-4 dello spettrometro di Hilger e del prisma di Pellin Broca di pag. 137. La tabella
X-3 di pag. 145 riporta i risultati della taratura di uno spettrometro.
Nel disegno del prisma di Pellin-Broca, che si trova per altro in numerosi testi, è rappresentato il percorso di un “raggio” luminoso.
Le figure del tamburo graduato e dei tubi di Plücker si trovano in numerosi libri e cataloghi; qui si sono scelte: la fig. 1 di pag. 402 e la fig. 9002-4 di pag. 406 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
Se si desidera consultare la scheda riguardante il monocromatore M.G.1, si può scrivere “M.G.1” su Cerca.
Foto di Daniele Maiani e di Federico Balilli, elaborazioni, ricerche e testo di Fabio Panfili.
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