Logo Museo.

Museo di Fisica

Logo Unito.

 » Eliostato di Gambey (0582)

Immagini

Disegno 1
Disegno 2
Foto 1
Foto 2
Foto 3

DESCRIZIONE

L'eliostato è uno strumento che riflette la luce del sole in una direzione fissa. Per questo contiene uno specchio che, mediante un sistema a orologeria, segue il moto apparente del sole. L'eliostato è quindi in grado di assicurare un'illuminazione continua a esperimenti di ottica (per esempio spettroscopia) e a strumenti ottici che richiedono una illuminazione (per esempio il microscopio).

Riportiamo qui di seguito il principio di funzionamento dell'eliostato di Gambey, tratto integralmente (come la figura) dal Traitè de physique di P.A.Daguin [1].
"Consideriamo un cerchio EE' (vedi figura) parallelo all'equatore, che gira su se stesso in 24 ore. Al centro di questo cerchio c'è una colonna oo', che non gira con lui e all'estremità della quale è articolata un'asta oM che si posiziona nella direzione oMR cioè nella direzione del raggio solare riflesso. All'estremità di quest'asta è articolato lo specchio M, che può muoversi in tutti i sensi. Un braccio di leva cc'f, mobile attorno a un asse cc' parallelo al piano del cerchio EE' e passante per il punto di articolazione o, è diretto parallelamente ai raggi solari, e di conseguenza fa con il piano EE' un angolo uguale alla declinazione. Questo braccio di leva è articolato in f per mezzo di una cerniera a doppio movimento, con un tubo nel quale puo' scorrere un'asta Mf fissata allo specchio nel prolungamento del suo piano. La distanza of è esattamente uguale a oM; ne risulta che il triangolo fMo è isoscele, e l'angolo Mfo è uguale a fMo, e di conseguenza a RMm. Se il raggio incidente SM è parallelo a fo, essendo l'angolo SMf uguale a Mfo, la linea MR, prolungamento di Mo, sarà il raggio riflesso. Quando adesso il cerchio equatoriale EE' girerà su se stesso, in modo che il piano del triangolo fMo contenga sempre il centro del sole, l'asta Mf descriverà un cono obliquo la cui base sarà un cerchio fe parallelo all'equatore, e restando il triangolo fMo sempre isoscele pur cambiando di forma, il raggio riflesso sarà costantemente diretto lungo oMR."

L'apparecchio è costituito da uno specchio (M) (Vedi disegni 1 e 2 [1]) montato su un'asse verticale che poggia su un cerchio orizzontale (EE') graduato in 24 divisioni (rappresentanti 24 ore). Ogni divisione (corrispondente a un'ora) è suddivisa in 30 parti (2 minuti). Un nonio permette di misurare l'angolo azimutale con la precisione di 1'.

Lo specchio, fissato in un fulcro d'ottone (OM), è provvisto di un coperchio (Foto-1), anch'esso d'ottone, per proteggerlo quando non è in uso. Sullo specchio viene fatta incidere la luce del sole (raggio SM nel Disegno-1).

È presente un sistema di archi d'ottone per muovere lo specchio sia da destra a sinistra sia davanti e dietro.

Sull'apparato è montato un sistema ad orologeria (non funzionante) per dare allo specchio (M), con la sua rotazione, un movimento che sia opposto rispetto a quello della terra (l'asse terrestre si muove da ovest ad est e quello dell'eliostato da est ad ovest), mantenendo il proprio asse perfettamente verticale. Tramite questo meccanismo lo specchio (M) risulta muoversi in sincronia col sole. L'apparecchio è dotato di un'alidada (aa) munito di un filo ad ogni estremità per effettuare l'allineamento con il sole e di un quadrante graduato per posizionarlo correttamente, in modo che lo specchio (M) si trovi in linea con il sole.

Lo strumento è montato su una pesante colonna d'ottone (C) (Disegno-2), a sua volta poggiata su un treppiede anch'esso in ottone con tre viti calanti (u,u,u). Per tenere l'apparecchio perfettamente orizzontale, è presente una livella a bolla (n).

L'apparecchio è basato sulla "condizione dell'eliostato": perchè il raggio riflesso (R) abbia direzione costante, lo specchio deve ruotare in modo che la sua normale (N) bisechi continuamnte l'angolo fra il raggio (S) proveniente dal sole e la direzione voluta del fscio (R). Questo si deduce in base alle leggi dell'ottica geometrica: in uno specchio piano (vedi Disegno 1) raggio incidente (S), raggio riflesso (R) e normale (N) al punto d'incidenza giacciono nello stesso piano e gli angoli d'incidenza e di riflessione sono eguali.

OSSERVAZIONI

  1. Inventariato come: Grande eliostato di Gambey
  2. Prezzo d'inventario: Lire 400

BIBLIOGRAFIA

  • [1] Daguin, P.A., "Traité de Physique", Paris (1862). § 1920, Pagine: 68--70
  • [2] Mills, Allan A.(1982) "Portable heliostats (Solar illuminators)", Annals of Science, 43:4, 369 -- 406
  • [3] Robert Bud, Deborah Jean Warner, "Instruments of Science: An Historical Encyclopaedia", pages:305 -- 308.

Dati Catalografici

Data di costruzione:---
Data di carico:1873-05-13
Nr. Inventario:677 (Generale dal 1874)
648 bis (Antico inv. Gabinetto Fis)
189 (Ant. inv. Gab. F. Ottica)
Costruttore:Gambey
Materiale:ottone, vetro, metallo
Dimensioni:Altezza complessiva: 60 cm;
Larghezza complessiva: 45 cm;
Profondità: 25 cm
Conservazione:buono (Il sistema ad orologeria non funziona; manca la chiave per caricarlo)