Eliostato di Silbermann
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| Soleil - Duboscq, Parigi; 1850 ca.; Ingombro cm 28x28x40; Ottone, vetro |
Molte delle più comuni esperienze di ottica dell'Ottocento richiedevano l'utilizzazione della luce solare, che veniva convogliata all'interno dei laboratori mediante dei portaluce, apparecchi costituiti da un cilindro da fissarsi ad un foro praticato nell'imposta di una finestra, al quale era agganciato uno specchio girevole. Naturalmente, a causa del moto apparente del Sole, con il trascorrere delle ore del giorno si rendeva necessaria una continua correzione della posizione dello specchio, affinché la direzione del fascio di luce solare da questo riflesso si mantenesse invariata.
Questo inconveniente venne risolto con l'introduzione di un apparecchio, l'eliostato, ideato da L. T. Silbermann nel 1843 e realizzato da Soleil, apparecchio dotato di un meccanismo ad orologeria che provvede allo spostamento automatico e continuo dello specchio, assicurando l'immutabilità della direzione del raggio riflesso da quest'ultimo. Lo strumento faceva parte della dotazione del Gabinetto Fisico del Regio Istituto di via Panisperna, proveniente dalla collezione Volpicelli, come avverte una nota nel Registro Inventariale dove è registrato con il numero nuovo VII-1 e il numero vecchio 652. L'apparecchio è costituito da una base in ottone dotata di livella a bolla d'aria sulla quale sono fissate le colonnette di sostegno per il meccanismo ad orologeria, inserito in una scatola cilindrica di ottone. Sulla faccia superiore della scatola contenente il meccanismo ad orologeria sono pure incisi due quadranti per la misurazione del tempo trascorso.
Poiché il Sole nel suo moto apparente attorno alla Terra descrive in 24 ore approssimativamente un parallelo, un raggio solare incidente in un qualsiasi punto della superficie terrestre descrive nello stesso tempo un cono con vertice in tale punto e con asse parallelo all' "asse del mondo". Se la direzione di tale raggio, riflesso su di uno specchio, deve mantenersi invariata, occorre fare sì che la normale alla superficie dello specchio sia sempre la bisettrice dell'angolo formato dalla direzione prefissata del raggio riflesso e da quella del raggio solare incidente.
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| Portaluce | Stampa eliostato | Sfera celeste |
Nell'eliostato di Silbermann quanto sopra è ottenuto, oltre che attraverso il meccanismo ad orologeria, grazie al particolare montaggio dello specchio, collegato all'asse dell'orologio tramite due forcelle articolate ed un'asta scanalata perpendicolare alla superficie riflettente, incernierate fra loro in modo tale che tale asta, al ruotare dello specchio, si trovi sempre a coincidere con la bisettrice di cui sopra. Le due forcelle sono poi collegate a due archi metallici. Quello più esterno viene posizionato in modo tale che la direzione formata da uno dei suoi estremi con il centro dello specchio coincida con la direzione prestabilita del raggio riflesso. L'arco più interno è invece collegato al meccanismo ad orologeria ed è quello che, agendo sulle forcelle, provvede alla rotazione continua dello specchio. L'eliostato, per un corretto funzionamento, deve essere inclinato in modo tale che l'asse dell'orologio giaccia nel piano del meridiano e sia parallelo all'asse del mondo, cioè in modo tale che formi con l'orizzontale un angolo pari alla latitudine del posto. Questa viene misurata attraverso una finestrella dotata di nonio situata su una delle colonnette di sostegno dell'orologio, che consente la lettura dei minuti primi su di una scala solidale con il corpo di quest'ultimo. Queste regolazioni, una volta fissata la posizione dello strumento, non devono essere modificate. L'unica correzione necessaria, con il cambio delle stagioni, è quella dell'angolo formato dalla congiungente un estremo dell'arco metallico con il centro dello specchio con l'asse dell'orologio, angolo che deve sempre essere uguale al complemento della declinazione.
L'apparecchio reca incisa la firma "Soleil fecit à Paris".
(Silvia Trapanese)