Il Museo in pillole

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Con i musei chiusi per l’emergenza Coronavirus, il Sistema Museale di Ateneo diventa virtuale, ovvero SMArt, proponendo nuovi contenuti digitali per accompagnare la scoperta dei propri musei, attraverso approfondimenti multimediali. Ecco i vari progetti del Museo degli Strumenti di Fisica e i contenuti già disponibili.

Diario di Bordo

Sulla pagina Facebook del Sistema Museale di Ateneo stiamo pubblicando il nostro Diaro di bordo, con piccoli contributi quotidiani su tutti i musei.

  • La macchina di Cavallo. Si tratta di una macchina elettrostatica a strofinio con cilindro, descritta da Tiberio Cavallo (1749-1809), costruita in Inghilterra negli ultimi decenni del Settecento.
  • La Macchinetta di Pacinotti. Dopo un primo esperimento in cui era riuscito ad ottenere una corrente continua, Antonio Pacinotti, con l’aiuto di Giuseppe Poggiali, meccanico del Gabinetto di Fisica Tecnologica, nel 1860 costruì un vero e proprio prototipo di macchina dinamo-motore a corrente continua, la Macchinetta.
  • La pompa di Musschenbroek. Questo strumento rese possibile gli esperimenti per la dimostrazione dell’esistenza del vuoto fu la “pompa per la rarefazione dell’aria”.
  • Osservare il cielo dalla Specola Pisana: il Quadrante murale. Il Quadrante murale è lo strumento più citato nei volumi delle osservazioni della Specola Pisana.
  • Viale elettromagnetico. Con il numero 50770, l’11 Agosto 1899 fu rilasciato a Pacinotti il brevetto per la «Macchina elettrodinamica traslatoria, detta Viale elettromagnetico».
  • Macchina per lo studio delle correnti indotte di Carlo Matteucci. Questa macchina, che come scrisse il Matteucci «si deve al sig. Breguet», venne usata dallo stesso Carlo Matteucci per evidenziare gli effetti di un campo magnetico su un conduttore in movimento.
  • Il telescopio di James Short. Il telescopio di James Short James Short si specializzò nella lavorazione degli specchi per telescopi astronomici: la sua abilità diventò presto famosa in tutta Europa e fu nominato membro della Royal Society.
  • Gli anelli di Pacinotti. Gli anelli di Pacinotti Nel 1911 Antonio Pacinotti, in occasione delle celebrazioni nazionali a lui tributate, ricostruì l’apparato sperimentale con il quale, il 10 Gennaio 1859, era riuscito a realizzare, per la prima volta, un prototipo di macchina elettromagnetica che generava corrente  continua.
  • Apparecchio per la composizione dei moti. Questo strumento mostrava come la composizione di uno spostamento orizzontale e di uno verticale, in rapporto costante fra loro (cioè che si muovono a velocità costante), fosse una traiettoria rettilinea; si trattava di un concetto fondamentale della teoria galileiana del movimento.
  • Carro viale elettromagnetico. Nel 1900 Pacinotti brevettò il Carro Viale elettromagnetico, uno sviluppo del Viale elettromagnetico.
  • Apparecchio per la brachistocrona. Per brachistocrona si intende la linea che, tra tutte quelle che congiungono due punti, richiede il minor tempo di percorrenza ad un corpo in moto sotto l’azione della gravità.

 

La Macchina di Cavallo

Si tratta di una macchina elettrostatica a strofinio con cilindro, descritta da Tiberio Cavallo (1749-1809), costruita in Inghilterra negli ultimi decenni del Settecento.

Il cilindro di vetro può essere ruotato rapidamente grazie a una ruota moltiplicatrice. Il cuscinetto di pelle, che elettrizza il cilindro per strofinio, può essere più o meno premuto contro il cilindro stesso. Il conduttore di ottone, sostenuto da una colonna isolante, può raccogliere le cariche elettriche sul cilindro grazie alle sue punte.

 

 

 

La Macchinetta di Pacinotti

Dopo un primo esperimento in cui era riuscito ad ottenere una corrente continua, Antonio Pacinotti, con l’aiuto di Giuseppe Poggiali, meccanico del Gabinetto di Fisica Tecnologica, nel 1860 costruì un vero e proprio prototipo di macchina dinamo-motore a corrente continua, la Macchinetta.

Con essa fece molti esperimenti riconoscendone i pregi rispetto alle macchine elettromagnetiche (a corrente alternata) del tempo: alta efficienza, correnti parassite ridotte e quindi basso riscaldamento e, soprattutto, produzione di corrente continua e costante.

Nella Macchinetta l’apparato utilizzato nel primo esperimento (un anello costruito con un filo disposto a spirale chiusa) si era diviso nei due elementi fondamentali che avrebbero caratterizzato tutte le macchine elettromagnetiche costruite successivamente da Pacinotti: l’elettrocalamita trasversale e il collettore.

 

 

La pompa di Musschenbroek

Questo strumento rese possibile gli esperimenti per la dimostrazione dell’esistenza del vuoto fu la “pompa per la rarefazione dell’aria”.
Il primo a costruire una pompa “da vuoto” fu Otto von Guericke (1602-1686) che la realizzò nel 1650. Nel 1697 l’Università di Pisa ebbe in dono da Anna Maria Luisa de’ Medici questa pompa a vuoto a un solo pistone costruita proprio in quell’anno a Leida da Jan van Musschenbroek.

 

 

Osservare il cielo dalla Specola Pisana: il Quadrante murale

Il Quadrante murale è lo strumento più citato nei volumi delle osservazioni della Specola Pisana.
Costruito interamente in ottone (dimensioni: 2 x 1.23 metri) ha una doppia scala graduata, una in gradi e poi in frazioni successive fino ad intervalli di 4′ ciascuno, l’altra secondo un nuovo metodo ideato da George Graham nel 1725.
Al telescopio di ottone, di cui è dotato lo strumento, è applicato un nonio su cui sono tracciati due archi che riproducono un settore del quadrante e che permettono di arrivare a leggere grandezze di 2″ o 3″.
Per tenere di conto di alcune imperfezioni costruttive che il quadrante presentava era stata approntata una tabella per le necessarie correzioni alle misure.

 

 

 

 

 

Viale elettromagnetico

Con il numero 50770, l’11 Agosto 1899 fu rilasciato a Pacinotti il brevetto per la «Macchina elettrodinamica traslatoria, detta Viale elettromagnetico».  La macchina è composta da 10 rocchetti coassiali, isolati fra loro, costituiti ciascuno da un cilindro cavo di ottone avvolto con filo elettrico: con i singoli rocchetti sotto tensione, quando un proiettile veniva inserito all’interno dei rocchetti, li metteva in contatto e questi ultimi generavano un campo magnetico che faceva avanzare il proiettile, il quale a sua volta spostava in avanti il campo magnetico dei rocchetti e così continuava l’avanzamento del proiettile per attrazione. Si trattava del primo dispositivo a “trazione elettromagnetica”: il movimento rettilineo non avveniva grazie ad un motore (di qualsiasi genere) collegato a ruote o a eliche, bensì per attrazione magnetica indotta da correnti elettriche.

 

Macchina per lo studio delle correnti indotte di Carlo Matteucci

Questa macchina, che come scrisse il Matteucci «si deve al sig. Breguet», venne usata dallo stesso Carlo Matteucci per evidenziare gli effetti di un campo magnetico su un conduttore in movimento (in particolare per studiare l’andamento delle correnti indotte). Il disco di rame ruotante costituisce questo conduttore. Il campo magnetico viene fornito dagli elettromagneti posizionati sotto il disco. Probabilmente fu costruita da Mariano Pierucci intorno al 1855 su indicazione del Matteucci.

 

 

 

 

Il telescopio di James Short

Benché di umili origini e rimasto orfano giovanissimo, James Short (1710 – 1768), riuscì a iscriversi nel 1726 all’Università di Edimburgo. Seguendo i consigli del matematico Colin McLaurin (1698-1746), si specializzò nella lavorazione degli specchi per telescopi astronomici: la sua abilità diventò presto famosa in tutta Europa e fu nominato membro della Royal Society. nel 1738 si stabilì a Londra, dove continuò la sua attività scientifica. Nel corso della sua carriera realizzò circa 1370 telescopi, dei quali 110 sono tuttora esistenti, uno di essi è conservato presso il nostro museo. Il telescopio di Short di due piedi di focale e l’annesso micrometro obiettivo, conservati a Pisa, provengono dalla vendita che il professore ordinario di astronomia Tommaso Perelli, fece all’Ateneo pisano al momento della sua giubilazione come si evince da un rescritto del Granduca di Toscana del 25 settembre 1780.

 

 

Gli anelli di Pacinotti

Nel 1911 Antonio Pacinotti, in occasione delle celebrazioni nazionali a lui tributate, ricostruì l’apparato sperimentale con il quale, il 10 Gennaio 1859, era riuscito a realizzare, per la prima volta, un prototipo di macchina elettromagnetica che generava corrente  continua. Con questa disposizione sperimentale, nel 1859, Pacinotti fece molti esperimenti utilizzando due “anelli”  e si accorse che quello con il filo aperto non funzionava mentre l’altro, quello con il filo chiuso su se stesso funzionava. Si tratta di un tondino di ferro (con supporto di legno) sul quale è avvolto a spirale chiusa un filo conduttore, che gira in mezzo ai poli di una calamita: l’interazione fra il campo magnetico (orizzontale) della calamita e le spire di filo conduttore generano corrente nelle spire stesse, la quale corrente, poi, viene raccolta in direzione perpendicolare (verticale) al campo magnetico e risulta essere una corrente “continua”. Pacinotti chiamò l’anello a spirale chiusa “calamita circolare”.

 

Apparecchio per la composizione dei moti

Questo strumento mostrava come la composizione di uno spostamento orizzontale e di uno verticale, in rapporto costante fra loro (cioè che si muovono a velocità costante), fosse una traiettoria rettilinea; si trattava di un concetto fondamentale della teoria galileiana del movimento.

Jean-Antoine Nollet (1700-1770) descrisse un apparecchio analogo nelle sue “Leçons de physique expérimentale” (Parigi, 1743-1748), in cui la traiettoria risultante dalla combinazione di due movimenti ortogonali veniva tracciata da una matita su un pannello.

Sullo strumento sono visibili due traiettorie rettilinee: una è tracciata sul foglio e l’altra sul legno (poco visibile!). Sul retro dello strumento un’etichetta riporta la scritta: “Apparecchio del Guadagni, anno 1748”.

 

 

 

 

 

Carro viale elettromagnetico

Nel 1900 Pacinotti brevettò il Carro Viale elettromagnetico, uno sviluppo del Viale elettromagnetico. L’interazione fra il nuovo arrangiamento di bobine (viale elettromagnetico) posto nella parte sottostante del carro ed un binario appositamente realizzato, che presentava anch’esso bobine e molle di contatto, costituivano una nuova tecnologia per il trasporto ferroviario: la trazione elettromagnetica.

 

 

 

 

 

Apparecchio per la brachistocrona

Per brachistocrona si intende la linea che, tra tutte quelle che congiungono due punti, richiede il minor tempo di percorrenza ad un corpo in moto sotto l’azione della gravità. Il 29 Novembre 1602 Galileo comunicò in una lettera a Guidobaldo dal Monte di aver dimostrato, con metodi geometrici, che un grave impiega minor tempo a discendere lungo un arco di circonferenza che non lungo la corda corrispondente, nonostante quest’ultima sia più breve. In realtà il percorso che richiede meno tempo è l’arco di cicloide e non l’arco di circonferenza, come fu dimostato da Jacques Bernoulli nel 1697. La cicloide è una curva piana tracciata da un punto fisso su una circonferenza che rotola lungo una retta. Lo strumento è composto da due guide: una rettilinea che può ruotare intorno ad un suo estremo e una che segue la cicloide. Lo strumento è presente in Specimen experimentorum naturalium […] di Carlo Alfonso Guadagni, opera del 1764, ed è quindi databile nella prima metà del Settecento.