STEP #28 - LA SINTESI FINALE

 

LA SINTESI FINALE 

Bussola di Inclinazione di Felice Morelli presentata nel "Catalogo del 1829" di S. Barlocci [immagine: STEP 02]

La Bussola d'Inclinazione (ENG: Dipping-needle compass) è uno strumento necessario alla misurazione dell'inclinazione magnetica [definizione ed etimologia: STEP 01]. 

Grazie ad un sistema costituito da un ago magnetico rotante in acciaio, fissato ad una struttura rigida in ottone [materiali: STEP 08], e dei cerchi graduati goniometrici, orizzontali e verticali [glossario: STEP 03, anatomie: STEP 16], è possibile leggere l'angolo formato dall'ago magnetico sul piano orizzontale [manuale d'uso: STEP 22], che rappresenta l'inclinazione magnetica del punto di osservazione. 

L'inclinazione magnetica è un effetto causato dall'allineamento dell'ago magnetico con le linee di forza del campo magnetico terrestre che, non correndo parallelamente alla superficie terrestre, portano lo stesso ago a puntare verso il basso nell'emisfero nord (inclinazione positiva) e verso l'alto nell'emisfero sud (inclinazione negativa) [scienza: STEP 04]. 

Il principio su cui si basa la bussola coinvolge l'interazione magnetica tra il campo magnetico terrestre, originato dalla dinamica del ferro fluido presente nel nucleo esterno della Terra, e l'ago calamitato che, raggiunto l'equilibrio, indicherà il Nord magnetico [principio fisico: STEP 05]. 

Oltre a basarsi sul magnetismo, però, lo studio del campo magnetico terrestre è fondato anche sull'analisi delle rocce, e, quindi, sul fenomeno del paleomagnetismo [chimica: STEP 26], secondo cui gli atomi dei materiali fossili, sotto forma di magnetizzazione residua, si orientano rispetto alle linee di campo magnetico del punto. 

Inoltre, è stato dimostrato che gli zigoli indaco si comportano come bussole di inclinazione, poiché sono in grado di rilevare il campo geomagnetico e di utilizzare queste informazioni per finalizzare la loro direzione migratoria [mito: STEP 07]

A trattare il concetto di inclinazione magnetica, già delineato da Georg Hartmann nel 1541, e ad ideare lo strumento, fu Robert Norman [inventore: STEP 09], marinaio e poi ideatore di strumenti scientifici, nel suo pamphlet:

"The newe attractive: shewing the nature, propertie, and manifold vertues of the loadstone : with the declination of the needle, touched therewith under the plaine of the horizon" 

da cui è possibile reperire le prime rappresentazioni grafiche dell'oggetto: 

Prime grafiche dello strumento dal pamphlet "The Newe Attractive" di R.Norman [simbolo: STEP 06]

Oltre a Norman, la Bussola di inclinazione viene anche trattata e descritta in opere successive come nel "De Magnete" di W.Gilbert nel 1600, nel "Sur le variations du  magnetisme terrestre a differentes latitudes, Journal de Physique" di A. Von Humboldt e J.B. Biot nel 1804 e nel "Catalogo del 1828" di S. Barlocci [libri: STEP 10]; poi prodotta da vari costruttori, quali Felice Morelli, E. Lenoir, Henry Barrow e le "Officine Galileo" [costruttori: STEP 11], quindi, brevettato a partire dal XIX secolo con Joseph Gardam [brevetti: STEP 17] e poi utilizzata in varie spedizioni scientifiche, come da Sir Douglas Mawson raggiungere il Polo Sud, motivo per cui  la bussola d'inclinazione è protagonista di un francobollo, in occasione del 75° anniversario di tale spedizione. 

Prismatic Compass and Llodt -Creak Dip  Circle

Più recentemente, invece, viene realizzata, ad esempio, dal marchio siciliano ML-Systems s.r.l di attrezzature scientifiche per la didattica e l'insegnamento [marchio: STEP 20].
Si tratta di uno strumento particolare, appartenente all'estesa famiglia delle bussole [tassonomia: STEP 14]. Per questo motivo è difficile trovare sue rappresentazioni nella quotidianità, mentre risultano più reperibili le versioni più tradizionali della bussola, ad esempio, nelle pubblicità [STEP 13], nel cinema [STEP 12] o nei fumetti [STEP 21]. 
In sintesi, l'oggetto in esame è riconducibile in particolar modo al tema del magnetismo, e quindi alla determinazione dell'inclinazione magnetica delle linee di campo magnetico terrestre, e quindi, all'indicazione del Nord magnetico. [mappa concettuale: STEP 27].

STEP #19 - L'ABBECEDARIO

 

L'ABBECEDARIO

della Bussola di Inclinazione

A - AGO MAGNETICO: si orienta secondo il campo magnetico terrestre, formando con il piano orizzontale un angolo, che viene chiamato angolo di inclinazione.

B - BUSSOLA: strumento di orientamento, che indica sempre il Nord magnetico.

C - CAMPO MAGNETICO TERRESTRE: può essere assimilato come il campo prodotto da un dipolo situato al centro della Terra e formante un angolo di 11,3° con l'asse terrestre.

D - DECLINAZIONE MAGNETICA: è il valore dell'angolo sul piano orizzontale tra la direzione dell'ago magnetico e la direzione del meridiano del luogo.

E - ETIENNE LENOIR: costruttore francese di strumenti per l'Osservatorio Astronomico di Parigi, sotto la supervisione di Humboldt.

F - FELICE MORELLI: macchinista responsabile della creazione dell'esemplare di bussola di inclinazione registrato nel Catalogo nel 1828.

G - GONIOMETRO: strumento che consente la misurazione di angoli, oppure l'individuazione di un angolo a partire da una semiretta posta come origine.

H - HARTMANN GEORG: matematico e costruttore di strumenti tedesco, dedicò i propri sforzi alla misurazione della declinazione magnetica.

I - INCLIAZIONE MAGNETICA: l'angolo determinato dalla direzione del campo magnetico terrestre con il piano orizzontale su qualsiasi punto della Terra. 

L - LINEA DI FORZA o DI CAMPO MAGNETICO: rappresentano graficamente il corso di un campo magnetico e, quindi, la forza e le proprietà di un magnete. Sono sempre tangenti al vettore campo magnetico e ne hanno lo stesso verso.

M - MAGNETISMO: è quel fenomeno fisico per cui alcuni materiali sono in grado di attrarre il ferro, oltre a trasmettere tale capacità ad altri materiali.

N - NORD MAGNETICO: è il punto della superficie terrestre dove le linee di flusso del campo geomagnetico sono perpendicolari al suolo e dirette verso il terreno. 

O - OTTONE: materiale adoperato nella struttura della bussola. Si tratta di una lega ossidabile formata da rame (Cu) e zinco (Zn).

P - PAMPHLET: è una breve pubblicazione con intento polemico, in cui l'autore prende posizione contro un altro autore o contro l'intera società, su temi di stretta attualità. Nel suo pamphlet "The Newe Attractive" Robert Norman descrive la prima bussola di inclinazione.

Q - QUARTI: il cerchio orizzontale graduato della bussola è suddiviso in 4 quarti, con scale da 0 a 90 gradi.

R - ROBERT NORMAN: prima marinaio britannico del XVI secolo, poi fabbricante di bussole. Trattò il concetto di inclinazione magnetica.

S - SPEDIZIONI: Impresa a carattere scientifico o militare, che comporta il trasferimento di più persone da un luogo a un altro.

T - THE NEWE ATTRACTIVE: pamphlet pubblicato nel 1581, in cui sono riportate le proprietà della calamita, alcuni aspetti della navigazione e il concetto di inclinazione magnetica.

U - U.S.A: United States of America, sede di produzione dei principali brevetti della bussola d'inclinazione.

V - VITI CALANTI: fissano la struttura di ottone della bussola a un cerchio orizzontale graduato. Si tratta di viti filettate che fungono da distanziale.

Z - ZIGOLI: è una razza di uccello non solo in grado di rilevare il campo geomagnetico, ma anche capaci di utilizzare queste informazioni per finalizzare la loro direzione migratoria.

STEP #18 - IL FRANCOBOLLO

 

IL FRANCOBOLLO

Prismatic Compass and Llodt -Creak Dip  Circle

PRISMATIC COMPASS AND LLODT-CREAK DIP CIRCLE

STATO: Australia, Territorio Antartico (AAT)

SERIE: 75° anniversario della spedizione al polo Sud magnetico

DATA DI RILASCIO: 1984-01-26 

Si tratta degli strumenti scientifici utilizzati da Sir Douglas Mawson per affrontare la spedizione verso il Polo Sud Magnetico.

FONTI: https://colnect.com/en/stamps/stamp/220826-Prismatic_Compass_and_Llotd-Creak_Dip_Circle-75th_Anniversary_of_South_Magnetic_Pole_Expedition-Australian_Antarctic_Territory_AAT

STEP #17 - I BREVETTI

 

I BREVETTI

J. GARDAM, Dipping Needle, 1880.

Joseph Gardam - DIPPING NEDDLE

Numero brevetto: US234110A

Inventore: Gardam Joseph

Data: 1880-11-02

Luogo: U.S.A

Bussole e dispositivi per l'accertamento del Nord vero o magnetico, a fini di navigazione o rilevamento, comprese bussole magnetiche, bussole solari e astronomiche.

FONTI: https://patents.google.com/patent/US234110?oq=Dipping-needle+compass.

Henry D. Cotter, 

Joseph W. A. Gardam, dipping-neddle compass,1897 

Henry Cotter, Joseph Gardam - DIPPING NEDDLE COMPASS

Numero brevetto: US682585A

Inventore: Gardam Joseph, Henry Cotter

Data: 1897-12-29

Luogo: U.S.A

Bussole e dispositivi magnetici con opportune modifiche all'ago e alla scala di riferimento, utilizzata ai fini di calcolare gli angoli di inclinazione e declinazione.

FONTI: https://patents.google.com/patent/US682585?oq=magnetic+dip+needle

Boepple Otto Hartwig, magnetic instrument, 1962

Boepple Otto Hartwig - MAGNETIC INSTRUMENT 

Numero brevetto: US3142122A

Inventore: Boepple Otto Hartwig

Data: 1962-01-26

Luogo: U.S.A

Misurazione delle caratteristiche del campo magnetico della Terra, ad esempio declinazione, inclinazione, deviazione operante con campi magnetici o elettrici prodotti o modificati da oggetti o strutture geologiche.

FONTI: https://patents.google.com/patent/US3142122?oq=Dipping-needle+compass

Hans Gloor, 

Denis Gigon, compensating magnetic coompass, 1991

Hans Gloor, Denis Gigon - COMPENSATING MAGNETIC COMPASS

Numero brevetto: US5233759A

Inventore: Hans Gloor, Denis Gigon

Data: 1991-12-30

Luogo: U.S.A

Una bussola magnetica con compensazione dell'inclinazione, formata da una capsula che racchiude un puntatore ruotabile per indicare la direzione e un rilevatore di campo magnetico ruotabile dotato di un magnete permanente.

FONTI: https://patents.google.com/patent/US5233759?oq=dipping+needle+compass

R.N. Monteiro, 

C.R. Laamanen, 

dip measuring compass , 2002

R. N. Monteiro, C. R. Laamanen - CONVERTIBLE DIRECTIONAL AZIMUTH AND DIP MEASURING MODUL COMPASS AND METHOD 

Numero brevetto: US6701631B1

Inventore: Rogerio Noal Monteiro, Carl richard Laamanen

Data: 2002-12-23

Luogo: U.S.A

Una bussola adattata per misurare la direzione e i valori di inclinazione con o senza l'assistenza del campo magnetico terrestre.

FONTI: https://patents.google.com/patent/US6701631?oq=Dipping-needle+compass.

STEP #11 - I COSTRUTTORI

 

I COSTRUTTORI

-ROBERT NORMAN(1576): inventore inglese dello strumento impiegato fino a tutto l'Ottocento nei laboratori e nelle spedizioni scientifiche per lo studio del campo geomagnetico, descritto nel suo pamphlet "The newe attractive".

-FELICE MORELLI (1828): macchinista. Il suo esemplare viene registrato nel Catalogo del 1828 con il numero 293 e la scritta "gran bussola di inclinazione costruita dal fu Morelli secondo i principi di Humboldt".

-ETIENNE LENOIR e HUMBOLDT (1810): costruttore francese di strumenti per l'Osservatorio Astronomico di Parigi. Sotto la supervisione di Humboldt, venivano costruiti inclinometri molto simili. Erano ritenuti i migliori in commercio a fine Settecento, poiché i suoi aghi erano ben bilanciati, particolare tecnico della massima importanza che doveva essere verificato prima della loro magnetizzazione. Lo strumento è in ottone verniciato ed è alloggiato in una cassetta in legno.

Bussola di Barrow

-HENRY BARROW (1880): lo strumento è simile per principio di funzionamento alla bussola d'inclinazione, ma è stato reso più compatto per renderlo trasportabile e molto più preciso. Con opportune modifiche, lo strumento poteva fornire anche la misura assoluta dell'intensità totale del campo magnetico terrestre, mediante più aghi di momento magnetico noto (metodo di Lloyd). La scala verticale reca incisa sul bordo la scritta Henry Barrow & Co. 26 Oxendon, London, e la numerazione N° 31.

-OFFICINE GALILEO (1925): ditta fondata a Firenze nel 1863-64. (https://www.istitutomontani.gov.it/museovirtuale/declinometro_e53/)

-HAAS & FRIES LONDON (fine XVIII secolo): è stato costruito da Jacob Bernhard Haas (1753-1828), costruttore di strumenti scientifici di origine tedesca con laboratorio a Londra, probabilmente in collaborazione con Frederic Fries, abile meccanico. Precedentemente, tra il 1783 e il 1795, Haas aveva fondato una società con Johann Heinrich Hurter (1734-1799), costruttore di strumenti inglese.

FONTI: 

• https://it.wikipedia.org/wiki/Robert_Norman 
• https://it.wikipedia.org/wiki/Alexander_von_Humboldt
• https://www.phys.uniroma1.it/DipWeb/museo/bussolabarrow1.html
• https://it.wikipedia.org/wiki/Officine_Galileo
• http://95.110.231.234/fisica/index.php/strumenti/elettromagnetismo/128-Bussola%20ad%20inclinazione

STEP #10 - I LIBRI

 

I LIBRI

- Robert NORMAN, The newe attractive: shewing the nature, propertie, and manifold vertues of the loadstone : with the declination of the needle, touched therewith under the plaine of the horizon, Londra: 1581; ripubblicazione New York: Columbia University Libraries, 1976.

Riporta le proprietà della calamita ed alcuni aspetti della navigazione. Nel pamphlet è descritto il concetto di inclinazione magnetica che devia di un certo angolo rispetto all'orizzonte l'ago di una bussola ed un metodo per misurarla. 

-William GILBERT, De Magnete, Londra: 1600; ripubblicazione New York: Courier Corporation, 2013.

Gilbert descrisse molti dei suoi esperimenti con il suo modello del pianeta Terra chiamato "terrella", una piccola sfera magnetizzata, studiando la deviazione dell’ago della bussola dal Nord. 

-Saverio BARLOCCI, Catalogo del 1828, Roma: 1794; ripubblicazione Urbino: Istituto di storia e sociologia dell'Università urbinate, 2009.

Riporta la descrizione di oltre 300 oggetti, molti dei quali già presenti nel Catalogo del 1794. In questa versione, redatta  sotto la supervisione di Saverio Barlocci, gli oggetti sono numerati e il criterio di classificazione è per argomenti.

-A. VON HUMBOLDT, J. B. BIOT, Sur le variations du magnetisme terrestre a differentes latitudes, Journal de Physique, Parigi: 1804; ripubblicazione Pittsburgh: University of Pittsburgh Press, 2016.

Gli autori cercano di dedurre le leggi generali dell'inclinazione magnetica dalle osservazioni di Humboldt.

-M. Basso RICCI, L. CAFARELLA, A. MELONI, P. TUCCI, Due secoli di strumenti geomagnetici in Italia (1740-1971), Bologna: Editrice Compositori,1997.

FONTI: 

• https://archive.org/details/neweattractives00normgoog/page/n51/mode/2up
• https://it.wikipedia.org/wiki/De_magnete
• https://www.phys.uniroma1.it/DipWeb/museo/catalogo1828.html
• http://www.chayette-cheval.com/lot/96481/10403669?npp=&
• https://sites.google.com/a/westom.press/willakam/due-secoli-di-strumenti-geomagnetici-in-italia-1740-1971

STEP #09 - GLI INVENTORI

 

GLI INVENTORI

ROBERT NORMAN: biografia

Prima marinaio britannico del XVI secolo, poi fabbricante di bussole. Trattò il concetto di inclinazione magnetica già delineato da Georg Hartmann e ideò un metodo per misurarne l'angolo. È ricordato per il suo pamphlet 

The newe attractive: shewing the nature, propertie, and manifold vertues of the loadstone : with the declination of the needle, touched therewith under the plaine of the horizon 

pubblicato nel 1581 dove sono riportate le proprietà della calamita ed alcuni aspetti della navigazione. Nel pamphlet è descritto il concetto di inclinazione magnetica che devia di un certo angolo rispetto all'orizzonte l'ago di una bussola ed un metodo per misurarla. Questo effetto è causato dall'allineamento dell'ago magnetico con le linee di forza del campo magnetico terrestre che, non correndo parallelamente alla superficie terrestre, portano lo stesso ago a puntare verso il basso nell'emisfero nord (inclinazione positiva) e verso l'alto nell'emisfero sud (inclinazione negativa). Queste nozioni erano, però, già state introdotte da Georg Hartmann nel 1541. A Robert Norman è stato intitolato il cratere lunare Norman.

ROBERT NORMAN E I "MECCANICI"

Insieme a Vannoccio Biringuccio e tanti altri, è considerato un esponente di quella schiera di nuovi uomini di scienza del XVI secolo, definiti “meccanici”, che ritenevano che una nuova esigenza del sapere fosse quella legata alle opere concrete e alla ricerca empirica, piuttosto che alle sottigliezze della retorica e della logica fini a se stesse.

FONTI: https://it.wikipedia.org/wiki/Robert_Norman#:~:text=Robert%20Norman%20%28...%20%E2%80%93,metodo%20per%20misurarne%20l%27angolo.&text=A%20Robert%20Norman%20%C3%A8%20stato%20intitolato%20il%20cratere%20lunare%20Norman.

STEP #06 - IL SIMBOLO

 

IL SIMBOLO

Un primo modello di bussola d'inclinazione fu descritto da Robert Norman nel 1581 nel suo pamphlet: "The newe attractive: shewing the nature, propertie, and manifold vertues of the loadstone : with the declination of the needle, touched therewith under the plaine of the horizon" dal quale è possibile reperire le prime rappresentazioni grafiche dell'oggetto.

Si tratta di uno strumento piuttosto recente, per cui manca di rappresentazioni più antiche. Tuttavia, è possibile scomporre il nostro oggetto in "BUSSOLA" e "INCLINAZIONE", così da reperire allegorie antichissime.

ALLEGORIA DELL'INCLINAZIONE

L'Allegoria dell'inclinazione è un dipinto a olio su tela di Artemisia Gentileschi, databile al 1615-1616 e conservato nel soffitto della Galleria di Casa Buonarroti, a Firenze.

Allegoria dell'inclinazione - Artemisia Gentileschi

Il dipinto raffigura una giovane donna nuda, che regge con entrambe le mani una bussola, sospesa in aria, su una coltre di nubi celesti, mentre una piccola stella luminosa brilla in fronte al viso incorniciato da biondi capelli che sembrano voler ribellarsi ad una elaborata acconciatura. Rappresenta l'allegoria della Inclinazione, ovvero del talento naturale, la predisposizione per un'arte. 

ALLEGORIA DELLA BUSSOLA

Pardes, Paradiso dove si Trova ? Adamo e l’ago della Bussola secondo lo ZOHAR.

Per lo Zohar (Libro dello Splendore

Adamo e l'ago della Bussola 

 - testo profetico ebraico) l’ALBERO assume la figura di un archetipo che ha le radici in Cielo e le fronde coi frutti sulla Terra. Adamo diventa, quindi, l’Albero e il Tronco da cui discende l’Umanità. Sotto l'UOMO, gli INFERI, sopra l'uomo, in Alto, è posto Dio, una divinità dietro le quinte che con l’immaginazione umana ha sempre diretto l’ago della bussola focalizzato, che dispensa a suo piacimento, gradimento, piacimento e anche collera e severità, da padrone assoluto. 

ICONOGRAFIA MODERNA DELLA BUSSOLA

FONTI: 

• https://archive.org/details/neweattractives00normgoog/page/n51/mode/2up  
• https://www.arteworld.it/allegoria-dell-inclinazione-artemisia-gentileschi-analisi/
• https://renucioboscolo.com/2020/08/16/pardes-paradiso-dove-si-trova-adamo-e-lago-della-bussola-secondo-lo-zohar/

STEP #05 - IL PRINCIPIO FISICO

IL PRINCIPIO FISICO

Il principio su cui si basa la bussola coinvolge l'interazione magnetica tra un ago calamitato e il campo magnetico terrestre. L'ago calamitato della bussola, se perturbato, attraverserà prima una fase transitoria, che lo vedrà oscillare intorno alla posizione d'equilibrio, poi raggiungerà l'equilibrio e una sua estremità indicherà il Nord magnetico. Esso misura l'inclinazione magnetica generata dalle linee di forza del campo magnetico terrestre.

MAGNETISMO E CAMPO MAGNETICO

Il magnetismo è quel fenomeno fisico per cui alcuni materiali sono in grado di attrarre il ferro oltre a trasmettere tale capacità ad altri materiali. La dinamica del ferro fluido presente nel nucleo esterno del pianeta è responsabile dell'origine e del mantenimento del campo magnetico che ha sede sulla Terra. Il campo magnetico terrestre, confinato dal vento solare entro una precisa regione di spazio, non è, quindi, libero di espandersi nello spazio interplanetario. L’interazione tra il vento solare e la magnetosfera dà origine alla formazione di un complesso sistema di correnti magnetosferiche, che sono responsabili della generazione di campi magnetici secondari. La sovrapposizione di tutti questi campi secondari generati sulla Terra (ad esempio quelli prodotti nel nucleo e nella crosta terrestre, campi di origine esterna, campi dovuti alle correnti elettriche della ionosfera e della magnetosfera) rappresenta il campo magnetico misurato sulla superficie del nostro pianeta. La registrazione continua degli elementi del campo magnetico consente, quindi, da un lato, di comprendere le proprietà fondamentali del campo e, dall’altro, di studiare le diverse sorgenti all’origine del campo stesso.

FONTI: 

• https://www.itetcapitini.edu.it/museo/3_fisica/32_Bussola.htm
• http://www.ilportaledelsud.org/bussola.htm#:~:text=Il%20principio%20di%20funzionamento%20si,verso%20opposto%20e%20braccio%20non
• https://it.wikipedia.org/wiki/Magnetismo
• http://roma2.rm.ingv.it/it/aree_di_ricerca/1/campo_magnetico_terrestre