Sulla cresta dell'onda

Circolo di Borda

Il circolo di Borda

Nella seconda metà del Settecento, quando si costruivano i primi sestanti, l'arte di graduare gli archi di cerchio non offriva ancora graduazioni di grande precisione: poteva accadere che divisioni non esatte determinassero errori non individuabili, se non con operazioni lunghe e difficili.

Nei sestanti, nei quali si leggevano sempre angoli non molto diversi su divisioni di lembo che erano vicine, si poteva verificare che erano errate proprio le distanze angolari dall'origine della graduazione, che a quelle divisioni dovevano corrispondere.

Per rimediare ai difetti delle graduazioni, l'astronomo Tobias Mayer invent= un metodo di osservazione, definito "a ripetizione", che richiedeva uno strumento dotato di un circolo intero; e propose, nel 1752 a Londra, uno strumento che fu successivamente sperimentato con buoni risultati, ma ebbe poco successo perché era pesante e di uso scomodo.

Il "circolo a riflessione" entr= nell'uso comune solo nel 1775, modificato da G. C. Borda, di cui prese il nome.


Essenzialmente si componeva di:

-  un cerchio esterno, con graduazione formata da mezzi gradi e frazioni, contati come valori doppi e perci= graduati fino a 720Ý, in senso crescente da sinistra a destra, rispetto a un osservatore idealmente ritto sul centro del lembo graduato;

-  un braccio portante il cannocchiale e lo specchio piccolo, che poteva essere fissato al cerchio ma era anche girevole intorno al piccolo cerchio centrale, in modo che il cannocchiale e lo specchio piccolo non erano fissi come nel sestante, ma mobili rispetto al cerchio graduato;

-  una alidada portante lo specchio maggiore che, rispetto al centro, stava dalla parte opposta a quella del cannocchiale e poteva ruotare di un angolo doppio di quello di cui poteva ruotare nel sestante, consentendo di osservare lo stesso angolo in due differenti posizioni: una con il vertice dell'angolo formato dagli specchi dalla parte del cannocchiale, l'altra con lo stesso vertice dalla parte dell'alidada.


Circolo di Borda Il circolo di Borda da Gli strumenti a riflessione per misurare gli angoli, di G.B.Magnaghi, 1875

La misura di un angolo poteva compiersi in tre modi diversi detti "osservazione a destra", "osservazione a sinistra", "osservazioni incrociate".

Nonostante i vantaggi che tale strumento presentava rispetto al sestante, specialmente per quanto riguardava l'influenza di alcuni difetti di costruzione sulle indicazioni strumentali - come il prismatismo degli specchi e l'eccentricità dell'alidada - e nonostante i pareri favorevoli di autorevoli esperti, il sestante fu preferito dai naviganti, indubbiamente per il suo minor costo e maggior praticità, nonché per i continui perfezionamenti nell'arte di costruire le graduazioni.

Già alla fine dell'Ottocento, malgrado i suoi pregi, il circolo di Borda era completamente decaduto dall'uso (Capasso, 1994).

Circolo di Amici e Circolo di Amici-Magnaghi

Le difficoltà che presentava la lavorazione degli specchi piani, specie per ottenere il perfetto parallelismo delle facce, e il desiderio di ottenere maggiore chiarezza nelle immagini insieme a una maggiore ampiezza degli angoli misurabili, avevano suggerito, già ai primi costruttori di strumenti a riflessione, di fare uso di prismi, anziché di specchi.

In Inghilterra i primi tentativi di applicare prismi agli ottanti furono fatti da Caleb Smith; tuttavia l'innovazione non present= sensibili vantaggi sugli ottanti a specchio di Hadley, per altre difficoltà che si presentavano nel lavorare i prismi con precisione e nel raggiungere la perfetta omogeneità delle loro masse di vetro.

Circolo di Amici Il circolo che G.B.Amici realizz= intorno al 1830 e poi don= alla Scuola di Marina di Genova per uso didattico

Il primo efficace strumento a riflessione realizzato con prismi fu costruito in Italia dal modenese G. B. Amici (1786-1863), sul quale Alberto Meschiari ha scritto un autorevole saggio.

Nello strumento i due prismi erano posti di fronte all'obiettivo del cannocchiale ed erano entrambi girevoli attorno al centro di un cerchio graduato.

G.B.Magnaghi perfezion= il circolo Amici, pur conservandogli la nuova disposizione dei prismi e del cannocchiale; ma fece uso di due prismi rettangolari isosceli disposti con gli spigoli normali al piano dello strumento, uno dei quali era fisso mentre una delle facce cateti era normale all'asse ottico del cannocchiale, ad altezza tale da lasciare ai raggi diretti libero accesso alla metà superiore dell'obiettivo; l'altro prisma era portato - da una alidada girevole sopra un circolo graduato - intorno al centro di questo, in modo che l'ipotenusa del prisma passasse per il centro di rotazione e le facce fossero perpendicolari al piano del circolo.

Circolo di Amici-Magnaghi Il circolo Amici-Magnaghi da Strumenti a riflessione cit.

Lo strumento era fondato sul fenomeno della riflessione totale nei prismi e sulla proprietà di un prisma isoscele di riflettere, sull'ipotenusa, tutti i raggi che penetrano per un cateto, subendo una rifrazione in modo che escano dall'altro cateto, subendo un'altra rifrazione nella direzione che avrebbero seguito se fossero stati riflessi una sola volta da uno specchio piano, parallelo all'ipotenusa.

I prismi possono quindi essere adoperati al posto degli specchi, come se le loro facce ipotenuse fossero specchi piani, e senza modificare il principio ottico sul quale l'uso di questi si fonda.

L'impiego dei prismi, pur sempre basato sul principio ottico del sestante, offriva notevoli vantaggi nell'intensità luminosa delle immagini; inoltre il circolo a prismi consentiva di misurare angoli fino a oltre 180Ý Capasso, 1994).

Circolo tipo Amici-Magnaghi

Circolo tipo Amici-Magnaghi.
L'esemplare riprodotto reca incisa la scritta "Filotecnica Milano 48947" e appartiene alla collezione dell' Istituto Idrografico della Marina.
Lo strumento è usato ancora oggi per misurare gli angoli azimutali sotto costa.
A cura di Paola Presciuttini
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