Strumenti

Micrometro

Amici si era fatto apprezzare fin dal 1811 come costruttore di strumenti astronomici. Era logico perciò che il micrometro fosse oggetto di particolare attenzione. Egli se ne preoccupò fin dagli inizi della sua attività e ad esso dedicò nel 1814 la sua prima pubblicazione, Descrizione di un nuovo micrometro, apparsa sul Tomo XVII-1816 delle «Memorie di Matematica e di Fisica della Società Italiana delle Scienze» (scarica il pdf).

Amici riteneva che allorché si voleva usare il micrometro a fili, per quanto perfezionato, nella misura dei diametri dei corpi celesti o delle loro rispettive distanze, conveniva «limitarsi a determinare quelle soltanto che sono perpendicolari al loro moto apparente, non potendosi le altre distanze, o diametri obbliqui assegnare con sufficiente accuratezza». Per rimediare a questa limitazione Herschel, Dollond e Ramsden avevano proposto diverse soluzioni. Ma, eccettuata quella di Herschel, gli altri micrometri (a duplicazione d'immagine, prismatico, obbiettivo) non erano applicabili ai grandi telescopi newtoniani o non potevano applicarvisi senza grandi inconvenienti.
Egli cercò dunque se non si potesse recare un buon servizio agli osservatori con la costruzione di un nuovo strumento che fosse ad un tempo applicabile a cannocchiali di massima apertura, di facile uso e capace di misurare angoli piccolissimi con un grado di precisione superiore a quello ottenuto fin lì.

Il suo strumento si basava sul principio della lente bipartita, sul quale pure era regolata la costruzione del micrometro obbiettivo. Ma proprio questo era stato da alcuni giudicato difettoso. In particolare Nevil Maskelyne (Account of a new Instrument for measuring small Angles, called the prismatic Micrometer, «Philosophical Transactions», Vol. LXVII. For the Year 1777) credeva di aver trovato la vera causa di un difetto principale dei micrometri obbiettivi. Sul punto di dover scegliere un micrometro di cui corredare i suoi telescopi, Amici dovette confrontarsi con le sue obiezioni, ma un attento esame della teoria dell' Astronomer Royal gli mostrò che le sue ragioni non erano assistite da sufficiente evidenza e si convinse che l'imperfezione dei micrometri obbiettivi si riduceva fondamentalmente a due:

primo cioè, quella dell'impossibilità, o almeno estrema difficoltà di costruire delle lenti da poter applicare ad ampi Telescopi catadiottrici; e secondariamente, l'altra dell'aberrazione prodotta dalle lenti medesime, la quale rendendo indeterminati i contorni delle immagini turba perciò la precisione della misura degli angoli; ma col trasportare semplicemente come ho immaginato il Micrometro Dollondiano tra l'obbiettivo e l'oculare di un Telescopio si toglie affatto la prima imperfezione; e si diminuisce di tanto il secondo diffetto da renderlo insensibile; e nel medesimo tempo ci si offre il vantaggio di una più ampia scala unitamente ad altri comodi, e speditezza dell'osservazione.

Fu con uno di quei micrometri che egli corredò un Telescopio newtoniano di sua costruzione, avente otto piedi di fuoco e undici pollici di apertura.

Il Micrometro è attaccato alla parte esterna del cursore che porta il piccolo specchio piano, ove è pur fissato un cerchio graduato per conoscere la posizione del medesimo Micrometro nel suo moto rotatorio. L'oculare conserva sempre una egual distanza dalle semilenti, la quale è circa sette pollici, e la visione distinta nel Telescopio si ottiene col solito movimento del cursore a cui è applicato tutto il macchinismo.

L'uso del micrometro che ho descritto è limitato soltanto alla valutazione di picciolissimi angoli, e quantunque ciò bastasse per riconoscerne la utilità, poiché hanno in tali misure fondamento molte bellissime, ed interessanti ricerche; non ostante ho cercato di renderlo servibile, e sempre colla medesima esattezza, alla misura di angoli maggiori, come sarebbero i diametri del Sole, e della Luna.
A tale effetto bastano due prismi acromatici uguali la di cui rifrazione posti nel Telescopio vicini alle lenti del Micrometro, sia di sedici minuti, e trenta secondi circa (G. B. Amici, Descrizione di un nuovo micrometro).

Amici tornò sull'argomento nove anni dopo con due lettere rispettivamente del 17 gennaio e 30 novembre 1823 al Barone von Zach, che le pubblicò sulla «Correspondance astronomique» (vol. VIII-1823, pp. 67-75; e vol. IX-1823,
pp. 517-534): Sur les micromètres prismatiques (scarica il pdf ), e Nouveau micromètre intermédiaire (cfr. Cannocchiale micrometrico ).

Nel 1824 J. F. W. Herschel, in viaggio per l'Italia, fece visita ad Amici a Modena due volte, in aprile e alla fine di agosto o ai primi di settembre. Il 26 settembre Amici scrisse a Giovanni Plana: «Sembra che il Sig.r Herschel sia rimasto molto soddisfatto de' miei istrumenti. Egli porta con sé a Londra un mio Misuratore di Distanze, e quanto prima ancora gli spedirò uno de' grandi micrometri da applicarsi ad un Telescopio Acromatico di sette piedi del quale ne vuole far uso per la misura delle stelle doppie» (cfr. A. Meschiari, Corrispondenza di G. B. Amici con Giovanni Plana, «Nuncius», 1-2000). Al suo ritorno a Londra Herschel presentò il micrometro di Amici alla prima riunione della Astronomical Society. La sua comunicazione fu pubblicata sul «Philosophical Magazine», vol. 64 del 30 novembre 1824:

Mr. Herschel submitted to the inspection of the members present, a new double image micrometer, by Professor Amici of Modena. The duplication of the image in this ingenious instrument is effected by interposing a divided concave lens of very long focus between the object and eye-glasses of a refracting, or between the mirror and eye-glass of a reflecting telescope. The separation of the centres of the two segments is performed by a rack and pinion sliding them on one another, their edges being preserved in contact, and is measured on a divided scale with a vernier in the usual manner. [...]

This micrometer possesses several advantages, among which may be reckoned, simplicity of construction and use; the magnitude of its scale, which may be increased to almost any extent by an increase of the focal length of the bisected lens [...]
Mr. Herschel in his visit to Modena, in the spring of the present year, had an opportunity of trying this instrument as applied to celestial objects, in one of M. Amici's superb reflecting telescopes of 12 inches aperture and 8 feet focus.

All'inizio del 1825 l'astronomo di Padova Giovanni Santini ricevette il micrometro che aveva richiesto ad Amici per il Cannocchiale dell'Osservatorio. Il 20 febbraio il costruttore modenese lo informava che «Il micrometro che vi ho fatto applicare [al Cannocchiale] misura gli angoli da zero fino a quattro minuti, e qualche secondo. Ciascun minuto ha per valore venti divisioni della scala; ed essendo il nonio fatto di quindici parti si hanno con esso di secondo. I minuti primi sono numerati 1. 2. 3. 4. con uno zero accanto, i quali zeri in verità si potevano sopprimere dall'incisore poiché servono solo per una certa variazione che subiscono nel loro valore le divisioni della scala quando il micrometro venga applicato ad un cannocchiale di diverso fuoco; oppure quando si cambia la distanza del filo dell'oculare al piano della lente divisa. Ella si sarà accorto che le immagini raddoppiate degli oggetti non hanno in tutte le regioni del campo di vista un eguale splendore, e che si può diminuire la luce dell'una o dell'altra a piacere allontanandola dal filo che come diametro taglia il campo dell'oculare. Questa circostanza giova assai per misurare le distanze di quelle stelle doppie di grandezza diversissima nelle quali la vivacità della stella maggiore offuscherebbe la minore che vi si deve portare accanto».

Già il 28 febbraio Santini gli rispondeva: «non mi rimane ora che studiarne la Teoria». Tre anni dopo (1828), la sua Teorica degli stromenti ottici, pubblicata a Padova, dedicava ampio spazio al micrometro di Amici a separazione di immagini (scarica il pdf).

Il reverendo William Pearson, vicepresidente e tesoriere della Royal Astronomical Society, fece la conoscenza personale di Amici nella capitale inglese nel 1827, vide il micrometro che egli portava con sé e lo descrisse in quella documentatissima opera corredata di tavole che è An introduction to practical astronomy, Longman, Rees, Orme, Brown, and Green, London 1829, vol. II, pp. 564-567 (scarica il pdf):

§ LXXXVI. Micrometer by Amici. [Plate XXI.]

1. At the time when we printed our descriptions of the various micrometers, we had not seen the double-image micrometer of the ingenious Amici of Modena, which we have mentioned at page 194; but the distinguished inventor has since been in England, and has supplied us with the identical instrument, which he had used in his observations of double stars. We have therefore now an opportunity of introducing an account of this micrometer. [...]

Il micrometro di Amici venne ancora descritto nel 1867 dall'astronomo Domenico Ragona (1820-1892), nominato tre anni prima presso l'Osservatorio di Modena: Sull'oculare a separazione di imaggini applicato all'Equatoreale del Reale Osservatorio di Modena, «Mémoires de la Société Impériale des Sciences naturelles de Cherbourg», Tome XIII-1867, pp. 289-312 + Pl. III:

Il Reale Osservatorio di Modena si è recentemente arricchito di un mezzo molto elegante e pregevole di osservazione astronomica, e precisamente di un magnifico oculare a separazione di imaggini, inventato e costruito dal celebre scienziato Modanese G. B. Amici, e da me per la prima volta posto in uso, adattandolo al nuovo cannocchiale dell'Equatoreale.
La figura 1 (Tav. III) rappresenta l'estremità oculare di esso cannocchiale, col micrometro a doppia imaggine. Dentro la scatola metallica s s' trovansi due lenti di figura rettangolare, poste nel medesimo piano. Le due lenti possono scorgersi in l l' nella fig. 2, in cui l'oculare è guardato dalla parte posteriore. Le due lenti combaciano esattamente nel bordo interiore, e possono strisciare l'una accanto all'altra, per mezzo di due bottoni b b' posti nella parte esterna della scatoletta dal lato dell'osservatore. [...] La distanza fra il piano delle due lenti e l'oculare, sta alla distanza tra esso piano e l'obbiettiva come 10 a 73. [...] L'oculare è positivo [...] Tutto il sistema della scatola metallica s s', e del tubo T con l'oculare e col telaretto può girare circolarmente.