STEP 26 : LA CHIMICA E GLI STRUMENTI SCIENTIFICI

Il cerchio ripetitore è uno strumento ricco di materiali derivanti da processi chimici più o meno complessi: ho scelto di riportare il vetro, componente fondamentale delle lenti presenti nei telescopi/cannocchiali. Il vetro, infatti, oltre ad essere prodotto con un processo molto interessante chimicamente, ha accompagnato la chimica in maniera costante nel corso della storia, diventando il materiale più utilizzato in laboratorio. Tra i tanti strumenti chimici in vetro possiamo ricordare per esempio le burette, trattate anche nella mostra "Un sistema periodico da Amedeo Avogadro a Primo Levi". Il vetro è un solido amorfo, ottenuto dalla solidificazione di un liquido, senza che si abbia cristallizzazione: non possiede reticolo cristallino. Spesso è costituito da ossidi di silicio (es. SiO2), ma può essere formato anche da altri ossidi. La sua grande importanza è dovuta alla trasparenza alla luce solare (se si tratta di vetro comune) e di conseguenza agli innumerevoli campi di utilizzo.

vetro al microscopio

Disegno di uno dei primi telescopi da
"Acta Eruditorum"

In merito a questo argomento interessante tutta la Sezione 7 della mostra "Un sistema periodico da Amedeo Avogadro a Primo Levi".

STEP 25: COSE PERSONALI

 Memento : palla di gomma piuma

Palla in gomma piuma, soffice e morbida al tatto, ma sufficientemente pesante e compatta per spaccare i vasi di porcellana che trova sulla sua traiettoria. Di color giallo e nero che mi da un senso di casa e mi riporta la mente ad attimi di infantile gioia e spensieratezza.

Utensile : calcolatrice scientifica

Oggetto-utensile difficile da interpretare se non se ne conosce la funzione. Con il semplice gesto di schiacciare i tasti si può aprire un mondo virtuale di numeri, calcoli e funzioni. Non sempre legato a ricordi sereni, ma oggetto compagno nei momenti di difficoltà durante lo studio e gli esami.

Feticcio : passaporto

Oggetto che, per un bambino o un estraneo alla società moderna, potrebbe sembrare senza alcun valore: un insieme di pagine di carta, perfino più piccolo di un libro e senza una storia interessante da leggere al suo interno. Invece per chi, come me, ha bene in mente cosa rappresenterà nel proprio futuro e cosa ci si possa fare è, probabilmente, uno degli oggetti materiali più importanti che possano esistere.

STEP 24: LE PAROLE NELLA STORIA

In questo post si è cercato di tracciare la storia di alcuni dei termini più importanti legati al cerchio ripetitore. Ho selezionato quattro parole e termini (in un caso "cerchio ripetitore", quindi due parole) significativi di cui ho tracciato il grafico storico e analizzato i risultati. In tutti e quattro i grafici ho considerato lo stesso intervallo di tempo, dal 1700 al 2019. I dati sono in percentuale TF-IDF (Term Frequency-Inverse Document Frequency).

Meridian (en ,"meridiano" in italiano) : link grafico

E' evidente che, tra la metà del XVIII secolo e la metà del XIX secolo, l'utilizzo e l'importanza della parola considerata sono decisamente aumentati : infatti, come abbiamo già visto, proprio in questo lasso di tempo furono eseguite con successo le prime vere e proprie misurazioni del meridiano terrestre (su tutte Delambre e Méchain, ma anche Cassini e Bessel). Con il proseguire dei secoli fino ad oggi si è assistito a una continua diminuzione del suo utilizzo: si è gradualmente arrivati a conoscere tutto in merito e l'argomento è passato in secondo piano.

Cercle répétiteur (fr, "cerchio ripetitore" in italiano) : link grafico

Nel caso di cercle repetiteur il picco è netto e poco duraturo: partendo dal 1750, in cui l'utilizzo si attestava praticamente allo 0 %, abbiamo poi intorno al 1770 un primo aumento, ma è poi nei primi anni del 1800 che si assiste ad un incremento repentino, che però dura non più di circa 10-15 anni. Si ha un secondo piccolo picco intorno al 1850 per poi tornare intorno allo 0% fino ad oggi. Questi dati sono interpretabili ricordando che il cerchio ripetitore fu inventato nel 1771, ma fu largamente utilizzato e diventò diffuso solamente all'inizio del XIX secolo. Lo sviluppo di nuovi strumenti dopo il 1850 ha riportato il termine in disuso.


Surveying (en, "rilevamento" o "rilevamento topografico") : link grafico


In questo caso vediamo come la crescita inizi già dal XVIII secolo, con un continuo aumento nel periodo di maggiore diffusione del nostro strumento. Al contrario delle parole viste in precedenza, questa ha continuato e continua oggi ad avere una certa importanza e utilizzo: cambiano gli strumenti e si utilizzano nuove tecnologie, ma rimane l'interesse verso il rilevamento topografico.


Geodesy (en, "geodesia" in italiano) : link grafico

Per quanto riguarda la parola geodesy si nota un lento incremento a partire dai primi anni del 1800,anni in cui si diffuse il cerchio ripetitore, fino a raggiungere un picco tra il 1950 e il 2000: infatti verso il XIX secolo si è iniziato a menzionare la geodesia, ma è poi più tardi, nella seconda meta del '900, che il termine è diventato di grande importanza ed è stato attribuito alla scienza che oggi conosciamo proprio con il nome di geodesia.

STEP 23: LA NORMATIVA

Il cerchio ripetitore risale alla fine del XVIII secolo, per questo non vi sono disponibili normative recenti. Ho quindi considerato libri e articoli tratti dalla letteratura scientifica.  

• Il testo riportato è tratto da "Edward TROUGHTON, An account of the Repeating circle and of the Altitude and Azimuth instruments, Londra: Shoe-Lane, 1821". In esso si possono trovare le istruzioni su come posizionare il treppiede dello strumento e successivamente i due cannocchiali.    

• 

Estratto di "Jean Baptiste Joseph DELAMBRE, Pierre François Andre MECHAIN, Base du système métrique décimal, ou mesure de l'arc du méridien compris entre les parallèles de Dunkerque et Barcelone, exécutée en 1792 et années suivantes, Parigi: Baudoin, 1806, Vol.1". In queste righe Delambre illustra il procedimento per misurare un angolo con il cerchio ripetitore, spiegando i diversi passaggi e le modalità utilizzate. Nelle pagine successive del libro, non riportate, l'autore riporta anche i vari calcoli e le formule utilizzate per minimizzare gli errori e ottenere un errore minimo (si consulti Base du système métrique décimal, ou mesure de l'arc du méridien compris entre les parallèles de Dunkerque et Barcelone, exécutée en 1792 et années suivantes ).

STEP 22: UN MANUALE D'USO

Il procedimento per l'utilizzo del cerchio ripetitore può essere schematizzato in una specie di manuale d'uso su più punti : 

Ⅰ) Posizionamento dello strumento : il cerchio ripetitore deve essere posizionato su una superficie stabile, in posizione verticale regolandone l'altezza (nel caso in cui il treppiede o supporto sia regolabile) e verificando che tutti i componenti siano in funzione.

Ⅱ) Individuazione dei punti : prima di iniziare la vera e proprio misurazione è necessario individuare i due punti fisici di cui si vuole misurare la distanza angolare, con precisione in modo da evitare errori indesiderati. 

Ⅲ) Allineare lo strumento e i cannocchiali : posizionare il piano di utilizzo dello strumento sul piano dei due punti e ciascun cannocchiale verso uno dei due punti precedentemente individuati.

Ⅳ) Misurare il primo angolo : con i cannocchiali ben posizionati leggo, sul cerchio graduato, il valore del primo angolo (x).

Ⅴ) Ripetizione della misura : si tratta dello step più importante del procedimento, il processo ripetitivo che contraddistingue lo strumento e permette di ottenere un'errore minimo sulla misura dell'angolo. Per maggiori dettagli guardare lo Step 5 , inoltre di seguito viene riportato un video semplice ed esplicativo su di esso.

 

Ⅵ) Estrapolazione del valore ultimo dell'angolo : otteniamo alla fine un angolo che è un multiplo n-esimo di x (n*x) ,è necessario quindi calcolare x con una semplice operazione di divisione. Si è quindi ottenuto il valore desiderato.

Ⅶ) Esecuzione del procedimento in grande : nel caso in cui si volesse calcolare la distanza tra due punti molto lontani (es. meridiano, Delambre e Mèchain), il medesimo processo visto finora deve essere eseguito più volte dividendo la distanza totale in una successione di n coppie di punti aventi distanze minori, su cui è possibile effettuare la misura. Si costruisce quindi una successione di triangoli adiacenti come è riportato nella figura seguente.

Storia della misurazione del grado di meridiano

STEP 21: NEI FUMETTI

Il nostro strumento, come già riportato, appartiene alla classe più ampia dei teodoliti: nel post ho riportato un fumetto della Disney, il celebre "Donald Duck", in cui il protagonista, Donald, compra proprio uno di questi strumenti per osservare le stelle. In particolare nella scena raffigurata è intento a mostrarlo ai nipoti.

Walt DISNEY, Donald Duck #51, New York : Dell Publishing Co.,Inc. , 1957.

STEP 20: ALTRI MARCHI INTERESSANTI

•  Meridian food : azienda produttrice di diverse tipologie di burro d'arachidi e mandorle.  Sito web
  

• Meridian Bioscience : importante azienda sviluppatrice di tecnologie diagnostiche. Sito web
   
  

STEP 20: IL MARCHIO

Come già riportato più volte nel corso delle pubblicazioni sul blog, il cerchio ripetitore è stato utilizzato per misurare l'arco di meridiano terrestre : il marchio scelto è "Meridian guitars", creato da Davide Cardone e famosa casa costruttrice di bassi e chitarre.

Sito web Meridian guitars

STEP 19: L'ABBECEDARIO

                                               A a A a : Angoli                                                  

B b B b : Bronzo

C c C c : Cerchio

D d D d : Delambre

   E e E e : Europa               

F f F f : Francia

G g G g : Geodesia

H h H h : Haferkorn

I i I i : Invenzione

L l L l : Lenoir

M m M m : Méchain

N n N n : Numero

O o O o : Osservazione

P p P p : Punto

                              Q q Q q : Quadrante                             

R r R r : Ripetizione

S s S s : Settecento

T t T t : Triangolazione

U u U u : Unicità

V v V v : Verne

Z z Z z : Zenit

STEP 18: IL FRANCOBOLLO

Come già riportato nel "POST 6 : I SIMBOLI" , il francobollo raffigura il cerchio ripetitore di Borda (in tedesco "Borda-Kreis", scritta a sinistra del disegno). Fu emesso dalla Deutsche Bundespost (DBP, 1947-1989), amministrazione postale della Germania Ovest, il 10 aprile 1981 ( "FUR DIE JUGEND 1981" letteralmente "per i giovani 1981"). Il prezzo di emissione era 40+20 Pfenning, vecchia moneta tedesca.

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:DBP_1981_1090_Jugend_Borda-Kreis.jpg

STEP 16: ANATOMIE

immagine più grande

Fig.1 : cerchio ripetitore nella sua totalità, in funzione, pronto per le misurazioni e in posizione verticale

Fig.2 : piccolo triangolo "regolatore" che permette alla vite centrale di compiere movimenti lenti e precisi.

Fig.3 : strumento visto dall'alto e "aperto" per mostrare i telescopi.

Fig.4 : bobèches per supportare le candele durante l'osservazione notturna.

Fig.5 : cerchio azimutale.

Fig.6 e Fig7. : due viste delle pinze in posizioni differenti disposte in base alla misurazione.

Fig.8 : nonio di una delle alidade imperniata sul cerchio graduato.

Fig.9 : grande molla chiusa che tiene il cerchio fermo, al centro si può anche vedere la vite senza fine che permette il movimento.

Fig.10 : molla aperta in modo che il cerchio possa ruotare liberamente.

Base du système métrique décimal, ou Mesure de l'arc du méridien compris entre les parallèles de Dunkerque et Barcelone. T. 2, pag 63-66

https://fr.wikisource.org/wiki/Astronomie_populaire_(Arago)/XX/19

STEP 15: I NUMERI

•  60 : il cerchio graduato era in gradi sessagesimali, cioè in base 60, partendo dal grado, il primo sessantesima parte del grado e secondo sessantesima parte del primo e 1/3600 del grado.
• 360 : i gradi angolari disponibili sul cerchio graduato.
• 551'584.7 : la lunghezza , in tese, misurata da Delambre e Mechain, dell'arco di meridiano di Parigi, da Dunkerque a Barcellona. Misurazione ottenuta con il cerchio ripetitore.
• 90 : i triangoli risolti nella misurazione effettuata da Delambre e Mechain.
• 500'000 : gli angoli misurat da Delambre e Mechain con il cerchio ripetitore.
• 1/10'000'000 : frazione del meridiano misurato da Delambre e Mechain originariamente adottata per definire il metro come unità di misura.

STEP 14: TASSONOMIA

Cliccando sul link qui sotto è possibile vedere l'albero tassonomico del nostro strumento: ho scelto di non riportarlo direttamente nel post perchè lo spazio disponibile non sarebbe stato sufficiente per visionarlo al meglio.

ALBERO TASSONOMICO

STEP 7: IL MITO

Fin dai tempi antichi l'uomo ha sempre cercato di capire e studiare il pianeta terra e la sua forma. Intorno alla metà del XIX secolo questa ricerca è nel clou, grazie allo sviluppo e progettazione di nuovi strumenti e metodologie. In questo contesto un gruppo di sei scienziati, tre russi e tre inglesi dalle ideologie e personalità totalmente differenti e talvolta contrastanti, intraprende una avventurosa e pionieristica spedizione nell'Africa Australe per misurare con precisione il meridiano terrestre. Il viaggio incomincia bene e i sei scienziati iniziano a condividere una buona amicizia, ma quando è il momento di prendere le prime misurazioni e svolgere i primi calcoli si generano dissapori. In particolare i francesi volevano fare a loro modo e con i loro strumenti, viceversa i russi, patriottici e orgogliosi della propria nazione, erano intenzionato ad utilizzare solamente metodologie del proprio paese : non si riusciva a trovare una soluzione e i giorni passavano senza ottenere misurazioni e dati concreti. Un giorno, mentre per l'ennesima volta Murray e Zorn, il primo inglese l'altro russo, discutevano su quale strumento utilizzare, passa li vicino un uomo, viandante, povero, ma ricco di conoscenza. Egli suggerisci ai due litiganti di usare uno strumento che chiama "cerchio che si ripete", che aveva visto utilizzare in uno dei suoi viaggi. Murray subito capisce che stava parlando del cerchio ripetitore e lo propone agli altri membri del gruppo: per la prima volta sono tutti d'accordo e grazie a questo strumento, arrivato tramite il viandante nel momento del bisogno, riescono a portare a termine la missione e tornare in patria vittoriosi. 

Storia tratta da: Jules VERNE, Aventures de trois Russes et de trois Anglais dans l'Afrique australe, Francia: Hetzel, 1872.

https://it.wikipedia.org/wiki/Avventure_di_tre_russi_e_tre_inglesi_nell%27Africa_australe

STEP 13: LA PUBBLICITA'

Non sono state rivenute pubblicità relative allo strumento, ma si può pensare alle caratteristiche che le avrebbero contraddistinte. Sicuramente una pubblicità sul cerchio ripetitore avrebbe dovuto mostrate un'immagine disegnata dello strumento con riportate alcune caratteristiche dimensionali e costruttive, il nome dei costruttori o dell'officina costruttrice e infine il prezzo. A mio parere non sarebbe stato necessario descrivere le sue funzionalità e modalità d'uso poichè si tratta di un oggetto diretto non a tutta la popolazione, bensì a un ristretto gruppo di scienziati/esperti già dotti sotto gli aspetti più tecnici.

STEP 12: NEL CINEMA

Dopo una lunga ricerca non sono stato in grado di trovare una narrazione cinematografica che contenesse il nostro strumento, ma in merito ho trovato interessante riportare il libro "La Meridienne" scritto da Denis Guedj che tratta delle vicende di Delambre e Mechain durante il loro viaggio per misurare il meridiano terrestre da Dunkerque a Barcellona. Ancor più interessante è che esso stava per divenire un film, con sceneggiature e copioni già pronti. Alla fine, però, Guedj non riuscì mai a realizzarlo. 

https://www.babelio.com/livres/Guedj-La-Meridienne/115972

STEP 11: I COSTRUTTORI

Come già descritto nel post sugli inventori, il primo vero e proprio costruttore dello strumento fu Etienne Lenoir nel 1784 a Parigi (di cui si è precedentemente parlato nello STEP 9). In seguito furono Georg Friedrich von Reichenbach, nella sua officina. e Joseph von Fraunhofer a realizzare nei primi anni del XIX secolo la loro versione dello strumento a Monaco, in Germania. In Italia fu Giovan Battista Amici , verso la metà del XIX secolo, a costruirne una sua versione. Di fondamentale importanza, in questo ambito, fu anche la Troughton & Simms fondata da Edward Troughton e William Simms nel 1826 :situata a Londra, diventò, durante il 1800, una delle più importanti compagnie produttrici di strumenti scientifici di misurazione, tra cui il cerchio ripetitore. 

Georg Friedrich von Reichenbach

Joseph von Fraunhofer

Giovanni Battista Amici

Edward Troughton

William Simms (immagine non disponibile)