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Telescopio riflettore

Secondo un appunto autografo conservato fra le sue carte, l'interesse di Amici per gli specchi da telescopio risale al 1809, allorché nella bottega modenese del Mattioli, armaiolo di professione, dove si riunivano persone d'ingegno, conoscitrici delle arti meccaniche, egli fu presente a certi esperimenti di composizioni di metallo che Giuseppe Zoboli, «famoso fabbricatore di telescopj acromatici», faceva eseguire al detto armaiolo al fine di ottenere una buona lega atta a servire per specchi da Telescopio.

Avendo alcune cognizioni di ottica teorica, e ricordandomi di aver letto nello Smith, e nella Storia delle matematiche di Montucla alcune cose su questo riguardo mi interessai di queste esperienze e promisi di portare il giorno dopo delle buone leghe per servire all'intento. Infatti portatomi subito a casa mia ove abitava ancora un fonditore di metalli e lavoratore di torno S.r Gius. Sgarbi gli feci fondere le due leghe che si trovano nel Montucla (*) cioè la prima due parti di rame una di stagno, ed una di ottone, e l'altra 32 di rame, 15 di stagno, 1 d'argento 1 d'ottone ed una d'arsenico e mi parve che risultassero assai buone e specialmente l'ultima. Le portai dunque la mattina susseguente nella bottega del Mattioli ove furono lodate per la loro bianchezza, ma reputate impossibili a pulirsi a causa della loro friabilità [...].

dopo aver fatto molti esperimenti anche da me immaginati senza grande profitto, mi risolsi finalmente di provare il metodo di Smith cioè quello di coprire il piatto con un taffetà in cui vi si applica una dissoluzione di pece nello spirito di vino, e vi si usa sopra il pezzo che si vuol pulire con della potè ossia stagno calcinato; ma trovandomi senza pece pensai di servirmi di cera facendola fondere a traverso il taffetà come infatti feci e trovai così con sommo piacere la maniera di pulire eccellentemente quei pezzetti [...]

il passo più difficile che doveva fare era la curvatura onde a questa sola mi abbandonai.

(*) Jean Etienne Montucla, Histoire des Mathématiques, Nouvelle édition, considérablement augmentée, ecc., Tome troisième, Agasse, Paris, an X (1802), pp. 501-502: «Les miroirs des télescopes sont composés de 20 parties de cuivre rouge, 9 d'étain, et 8 d'arsénic blanc suivant Passement, Construction d'un telescope, 1738; où deux parties de cuivre, une de laiton, et une d'étain suivant Hadley: on les polit avec l'émeril et la potée d'étain, Smith, art. 796. On trouve dans le Nautical Almanac de 1787, une composition pour les miroirs, par Edwards, 32 parties de cuivre rouge, 15 d'étain, une de cuivre jaune, une d'argent et une d'arsénic. C'est de toutes les compositions celle qui est la plus blanche, la plus dure, et qui réfléchit le mieux la lumière. Elle procure à pareille ouverture, autant de lumière qu'il y en a dans les lunettes acromatiques, tandis que les télescopes ordinaires n'en ont pas le quart, Astr. 2431. Mais cette composition n'est pas bonne pour de très-grands miroirs, parce qu'elle est trop cassante».

I primi telescopi costruiti da Amici di cui si ha notizia sono i due riflettori che egli inviò a Milano nell'aprile del 1811: uno per il piccolo Osservatorio privato del Senatore Pietro Moscati, l'altro donato alla Specola di Brera. Entrambi gli strumenti avevano un diametro di 6 ½ pollici (circa 17,5 cm.) e un fuoco dello specchio obbiettivo di 7 2/3 piedi parigini (circa 250 cm.).

Sala dell'Osservatorio. Grande telescopio newtoniano di Amici Le prove ottiche diedero ottimi risultati, al punto che gli astronomi Oriani, Cesaris e Carlini proposero lo strumento per la premiazione e chiesero al Governo di poter commissionare al costruttore un telescopio di maggiori dimensioni. Accogliendo la proposta, il 15 agosto 1811, in occasione dell'Esposizione Nazionale, l'Istituto delle Scienze di Milano premiò lo strumento di Amici con la medaglia d'oro, giudicandolo «pari all'Herscheliano» già in dotazione all'Osservatorio di Brera.

Nel novembre dello stesso anno il nuovo riflettore era pronto: aveva una lunghezza focale di 17 piedi parigini e un'apertura di 11 pollici. Era il più grande che si conoscesse in Italia, ma proprio le sue dimensioni ne impedirono di fatto l'utilizzo. Alla favorevole relazione al Governo, redatta il 23 novembre 1811, gli astronomi di Brera fecero seguire la richiesta di un finanziamento per dotare il telescopio di una adeguata montatura e procurargli una sede confacente. Diverse traversie, fra cui la caduta del Regno d'Italia e il ritorno degli Austriaci, il costo eccessivo della montatura e la necessità di costruire una nuova cupola nella quale sistemare un tale strumento, fecero sì che ancora nel 1851, quarant'anni dopo, pur accorciato a 12 piedi di focale, esso non potesse venire impiegato al meglio delle sue possibilità. Di fatto Carlini lo usò come cercatore di comete (cfr. Agnese Mandrino - Guido Tagliaferri - Pasquale Tucci, Gli strumenti astronomici di Amici a Milano, «Giornale di Fisica», 2/3-1988; Id., Amici's Telescopes for Brera Observatory, «Nuncius», 2-1989; A. Meschiari, Corrispondenza di Giovanni Battista Amici con Francesco Carlini, pubblicazione dell'Istituto di Fisica generale applicata dell'Università di Milano, 2001).

Il piccolo telescopio newtoniano di Amici di 6 pollici durante il restauro In un appunto del 29 novembre 1814 Amici scrisse:

presentai al Governo un telescopio di 17 piedi di lunghezza, esistente ora in Brera, e giunsi a costruirne un altro di tutta mia invenzione coronato dall'Istituto colla medaglia d'oro. [...]

Finalmente riuscendo nella figura parabolica ho potuto far sopportare ad un telescopio di otto piedi un'apertura di dodici pollici ottenendo da questo il medesimo effetto che si ha da uno sferico di 17 piedi di lunghezza, ed ultimamente vi ho applicato un nuovo micrometro che misura con esattezza un angolo di 4 minuti terzi, e che facilmente si può spingere fino alla precisione di un solo minuto terzo.

Sull'onda di quei primi successi, fra il 1812 e il 1813 uscirono dal laboratorio di Amici a Modena diversi telescopi riflettori, fra cui un newtoniano commissionatogli da Federigo Zuccari (1784-1817) per l'erigendo Osservatorio di Capodimonte a Napoli, di 18 cm. di apertura e 270 cm. (8 piedi) di fuoco (cfr. Romano Gatto, Il cannocchiale Amici dell'Osservatorio astronomico di Capodimonte e la corrispondenza Amici-Zuccari, «Nuncius», 2-1996); uno per la Specola di Bologna di 8 piedi di lunghezza focale con uno specchio principale di 6 pollici di apertura (valori dell'astronomo Ciccolini); un riflettore di 6 ½ pollici di apertura e 7 2/3 piedi di fuoco per l'Osservatorio astronomico di Padova; uno specchio concavo di 8 piedi di fuoco con 11 pollici di apertura per proprio uso da montare su un telescopio newtoniano, a cui Amici applicò il suo micrometro a lente bipartita per la misura dei diametri dei pianeti e delle distanze delle stelle doppie (cfr. Edoardo Proverbio - Pasquale Tucci, Giovan Battista Amici costruttore di telescopi e cannocchiali acromatici, «Physis», 1-1993).

Il tubo di legno a sezione ottagonale del piccolo telescopio newtoniano di Amici Per quanto riguarda il telescopio di Bologna, la relazione che Lodovico Ciccolini inviò al Professore Reggente di quella Università il 14 aprile 1813 dice che:

«Il telescopio fabbricato dal Sig.r G. B. Professore Amici d'ordine del R° Governo per uso di quest'osservatorio fu da lui a me consegnato il 3 aprile corr.te. Ha otto piedi di lunghezza e sei pollici di apertura; è fornito di sei oculari; ed è invitato sopra un piede in modo che col mezzo di due manubrj si ottiene il suo moto verticale ed orizzontale in quella quantità che può abbisognare».

Intorno al 1817 nel laboratorio di Amici venivano costruiti i seguenti telescopi riflettori:

- Telescopio Gregoriano di 22 pollici con tubo e piede d'ottone, movimento libero per italiane £ 360
- Altro della stessa lunghezza, movimento orizzontale, e verticale a vite perpetua, con due oculari, o due specchietti con cassetta di noce £ 520
- Medesima costruzione lungo pollici 30 con quattro ingrandimenti diversi £ 800
- Altro di pollici 36 £ 1000
- Altro di pollici 60 £ 2000
- Altro di pollici 80 £ 3000
- I Telescopi di Cassegrain della lunghezza focale de' precedenti hanno lo stesso prezzo rispettivo
- Telescopio Newtoniano di due piedi di fuoco con tre pollici d'apertura, tubo e sostegno di legno, due oculari £ 350
- Simile di quattro piedi di fuoco con 5 pollici d'apertura, e quattro oculari £ 1000
- Detto di otto piedi di fuoco con 6 ½ pollici d'apertura, cinque oculari £ 1300
- Telescopio newtoniano di otto piedi di fuoco con undici pollici d'apertura, cinque oculari con micrometro laterale esterno a riflessione, inventato dall'autore, e non anche pubblicato £ 4500
- Detto con micrometro a lente bipartita, con corredo per la determinazione de' diametri del sole e della luna, illuminazione de' fili lungo l'asse del tubo, trovatore acromatico, 5 oculari comuni, e due acromatici £ 6000
- Telescopio Zodiacale di tre piedi di fuoco, e tre pollici d'apertura, tubo immobile £ 1000
- Detto di otto piedi di fuoco con sei pollici d'apertura £ 3000
(gli ultimi tre d'invenzione dell'autore )

Schemi ottici dei telescopi riflettori di Gregory, Newton, Cassegrain ed Herschel

[Gli schemi ottici dei telescopi Gregory, Cassegrain e Newton sono tratti da Rolf Riekher, Fernrohre und ihre Meister, 2., stark bearbeitete Auflage, Verlag Technik, Berlin 1990. Lo schema ottico del telescopio Herscheliano è tratto da A. Danjon - A. Couder, Lunettes et telescopes, Paris 1935].

Il 10 luglio 1824 Joseph Fraunhofer (1787-1826) faceva conoscere al mondo scientifico la realizzazione del suo grande rifrattore per Dorpat. A qualcuno l'evento parve consegnare i telescopi riflettori al passato e ad una incolmabile inferiorità. Prendendo posizione nella disputa riflettori-rifrattori con una lettera da Slough del 15 agosto 1825 all'editore delle «Astronomische Nachrichten», John Frederik William Herschel dichiarò allora esplicitamente che «Those who have witnessed the performance of M. Amici's beautiful Newtonian reflectors, will not readily admit this inferiority» (Schreiben des Herrn J. F. W. Herschel F. R. S. an den Herausgeber. Slough 1825, Aug. 15, «Astronomische Nachrichten», IV-1826; cfr. anche Guglielmo Righini, Storia e vicende degli obbiettivi astronomici di G. B. Amici, «Physis», XI-1969).

Nell'agosto del 1827 cominciò a funzionare il nuovo Osservatorio di Modena realizzato sulla Torre Est di Palazzo Ducale. Amici vi aveva provveduto lo Strumento dei passaggi, un Equatoriale e un Telescopio newtoniano di 8 piedi di fuoco e 6 pollici di apertura, consegnato all'astronomo Giuseppe Bianchi fin dal giugno del 1820. Si tratta dello strumento qui riprodotto in fotografia che Bianchi descrisse nell'inventario della Specola al 31 maggio 1845:

Telescopio newtoniano

Questo grande strumento catadiottrico, il primo ad essere acquistato per la R. Specola e uscito dalla fabbricazione del prof.r Amici, ha lo specchio maggiore dell'apertura di 6 pollici e del fuoco di circa 8 piedi, è fornito di tre oculari da notte cogli ingrandimenti di [spazio vuoto], e di uno da giorno, ed è incassato a vite in un tubo di legno di figura trasversale ottagona esternamente impellicciato, e mobile con grandi e piccoli movimenti sopra un carretto a rotelle.

Ulteriori informazioni sullo strumento si apprendono da una annotazione del gennaio 1833 relativa alle osservazioni della scomparsa e riapparizione dell'anello di Saturno. L'aggiunto astronomo, scrisse Bianchi,

osservò col telescopio d'Amici della lunghezza focale di 7 piedi 9 poll., dell'apertura di lin. 75 e coll'ingrandimento più forte di 371. Nella riapparizione dell'anello io ho usato il telescopio suddetto, ma coll'ingrand. 279; che è migliore per chiarezza e distinzione di contorno.