giovedì 24 dicembre 2020

STEP #28

SINTESI FINALE: Squadro a specchi.

"Squadro a specchi"


Squadro a specchi prodotto da Neuhofer & Sohn a Vienna
 nella seconda metà del XIX° secolo (immagine dallo step #02)

Lo squadro a specchi, ideato dal costruttore di strumenti inglese John Adams(approfondimenti allo step #09), è composto da una scatola cilindrica o prismatica dotata al suo interno di due piccoli specchi a 45° (definizione allo step #01).
I traguardi, oculare e obbiettivo, sono praticati a finestrella sulla superficie laterale della scatola. 
Alla base del prisma è presente un manubrio che permette di tenere lo strumento durante la misurazione (glossario allo step #03 e materiali allo step #08 )

Sulla sinistra è riportata un'anatomia dello strumento, approfondita allo step #16 , tratta da un libro scientifico di Felice Casorati, riportato anche nella bibliografia storica  allo step #10 .


Lo scopo dello squadro a specchi è quello di affermare con una certa approssimazione che due oggetti siano posizionati ortogonalmente tra di loro, ovvero formino un angolo di 90°, un manuale d'uso è presentato allo step #22.
Lo squadro è uno strumento dall'origine molto antica, concettualmente legato alla 'groma' usata dagli agrimensori romani, approfondimenti su questo strumento sono presenti allo step #06, il simbolo.

Lo strumento è basato sulla doppia riflessione: si sfrutta il principio secondo cui un raggio luminoso che si rifletta successivamente su due specchi devia di un angolo pari al doppio dell’angolo formato dagli specchi (dimostrazione scientifica allo step #05).

La riflessione è la chiave per il funzionamento dello squadro a specchi. Nell’immaginario collettivo, se da un lato lo specchio è considerato una fedele riproduzione della realtà (preciso strumento di riflessione), dall’altro può diventare riflesso del suo capovolgimento. L’arte e la narrativa ne offrono molti suggestivi esempi, coinvolgendo panorami emotivi e psicologici profondi (il mito,step #07).

Le discipline scientifiche a cui lo strumento fa riferimento sono l’ottica, essendo esso uno strumento ottico a riflessione, e la topografia. 
L’ottica è la branca dell'elettromagnetismo che descrive il comportamento e le proprietà della luce e l'interazione di questa con la materia (fotometria). Ulteriori approfondimenti sulla disciplina sono disponibili allo step #04 (parte 1).
La topografia è la scienza che ha come scopo la determinazione e la rappresentazione metrica col disegno in una mappa con segni convenzionali della superficie terrestre. Inoltre, un richiamo alle origini di questa disciplina sono allo step #04 (parte 2).

Per quanto riguarda lo squadro, partendo dalla groma romana con tutte le sue trasformazioni, sino ad arrivare nel Settecento-Ottocento quando cominciarono a comparire i primi concorrenti ottici: Adams è il primo a costruire lo squadro a specchi (tassonomia con riferimento a strumenti topografici semplici allo step #14).
Col tempo i due specchi (rapidamente deteriorabili) vennero sostituiti da prismi di diversa forma (squadri a prisma tascabili).  Il funzionamento dello squadro a prismi, a differenza di quello a specchi, è basato sulle leggi della rifrazione e sul fenomeno della rifrazione totale.
Un paragone tra l'utilizzo delle parole "optical square" e "square prism" è stato svolto allo step #24.

I brevetti reperibili sul web  (step #17) tentano di superare l’inconveniente della fragilità degli specchi dovuta a sbalzi di temperatura: a causa coefficienti di dilatazione disuguali dei diversi materiale (vetro e supporto) si creano delle distorsioni che fratturano le lastre di vetro. La causa infatti è la dilatazione termica: fenomeno fisico-chimico che avviene quando in un corpo sia liquido, sia gassoso, sia solido si verifica un cambiamento di volume a causa di un riscaldamento o di un raffreddamento (step #26).

Tra le case costruttrici una particolarmente rilevante del XIX secolo è la Neuhöfer & Sohn (come lo squadro riportato all'interno dello step #02): una ditta produttrice di strumenti austriaca, che si occupava soprattutto di realizzare strumenti da rilevamento (cenni storici sulla casa costruttrice allo step #11). 
Particolarmente rilevante anche la  W. F. Stanley di Stanley & Co. a Londra, che cento anni fa produceva strumenti di precisione e il cui marchio è allo step #20.

Non si trovano riferimenti a pubblicità (step #13)riguardanti lo squadro a specchi, ma elementi che potevano attrarre il consumatore erano sicuramente la sua praticità e facilità nell’utilizzo; si tratta di uno strumento leggero, tascabile, di rapido impiego e inoltre poteva raggiungere un basso costo visti i materiali di cui è costituito. Un elemento a sfavore è invece la modesta precisione: il loro impiego deve essere limitato a operazioni di carattere approssimativo e speditivo. 
Proprio per il suo facile utilizzo e per il fatto che restituisce
 un risultato approssimativo, senza dare una vera e propria misurazione, non si trovano normative legate all'impiego. L'unica normativa disponibile, che faccia riferimento all' "optical square", è la ISO 9849:2017- Optics and optical instruments — Geodetic and surveying instruments — Vocabulary : il documento fornisce definizioni di termini che possono essere utilizzati nella stesura di altri standard internazionali e standard nazionali in questo campo: termini relativi agli strumenti geodetici e di rilevamento per il lavoro geodetico e le loro parti essenziali (normativa,step #23 )
Una mappa concettuale sullo squadro a specchi inoltre è stata svolta allo step #27.


Sono stati svolti tutti gli step, ma alcuni non sono stati inseriti in questa sintesi perchè:

  • Sono stati svolti con riferimento ad altri strumenti in qualche modo riconducibili allo squadro a specchi: step #12 il cinema, step #18 il francobollo, step #21 fumetti.
  • Non erano direttamente riconducibili alla sintesi step #15 i numeri, step #19 abbecedario, step #25 cose personali.


martedì 22 dicembre 2020

STEP #27

La mappa concettuale.




La funzione dello squadro a specchi è quella di verificare l'ortogonalità reciproca nella posizione di due oggetti.

Le caratteristiche dello strumento sono la precisione approssimativa, infatti venne successivamente sostituito da strumenti più precisi, e la facilità di utilizzo, per questo motivo veniva utilizzato in topografia per il disegno/pianificazione del territorio come strumento di prima approssimazione.

 La facilità di utilizzo è proprio dovuta al fatto che sfrutta il principio fisico della doppia rifliessione tramite l'utilizzo di due specchi posizionati a 45°. Gli specchi sono caratterizzati però da un'estrema fragilità e questo portò alla sostituzione degli specchi con un prisma. Anche questo tipo di strumento è caratterizzato da una precisione approssimativa e venne successivamente sostituito con strumenti più avanzati. 

mercoledì 16 dicembre 2020

STEP #26

 La chimica e gli strumenti scientifici.

Gli specchi presenti nello squadro a specchi, come già riportato negli step precedenti, vennero successivamente sostituiti con dei prismi, più resistenti. 
Infatti, gli sbalzi termici portavano frequentemente alla rottura di questi, a causa dei diversi coefficienti di dilatazione termica tra i materiali (vetro e supporto).

La dilatazione termica è un fenomeno fisico-chimico che avviene quando in un corpo sia liquido, sia gassoso, sia solido si verifica un cambiamento di volume a causa di un riscaldamento o di un raffreddamento.
Consideriamo l’aumento di tutto il volume di un corpo, che passa dal volume iniziale V0 al volume finale V in seguito alla variazione di temperatura. In questo caso gli esperimenti mostrano che vale la legge sperimentale della dilatazione volumica:

La costante alfa è chiamata coefficiente di dilatazione volumica del corpo: è una misura della capacità di dilatazione termica di un corpo, ovvero una delle caratteristiche dei materiali che insieme al coefficiente di comprimibilità lega le tre variabili di stato standard

(Fonti: https://it.wikipedia.org/wiki/Coefficiente_di_dilatazione_termica
https://online.scuola.zanichelli.it/alt/lafisicadiamaldi/pdf/Zanichelli_fisica_amaldi2_cap1.pdf )

mercoledì 2 dicembre 2020

STEP #25

 Cose personali.

All’interno della mia esperienza personale, i tre oggetti che ho individuato sono i seguenti: 


L’oggetto che mi lega alla memoria del mio passato (memento) è un biglietto aereo per Copenhagen, ha la capacità di riportarmi indietro nel passato e farmi rivivere i ricordi legati a quel viaggio.
Uno strumento del mio presente è la penna, oggetto con cui ho a che fare ogni giorno, data la mia vita da studentessa universitaria.
Ciò che invece mi proietta nel futuro e al quale attribuisco una funzione “magica” è un corno regalatomi da una mia amica, di buon auspicio, che porta fortuna.


STEP #28

SINTESI FINALE:  Squadro a specchi. "Squadro a specchi" Squadro a specchi prodotto da Neuhofer & Sohn a Vienna  nella seconda ...