BIBLIOGRAFIA STORICA
Articolo: Giovanni Silva, "Determinazioni di gravità relativa eseguite a Genova, Torino e Mondovì nel 1925" - Pubblicazione N.3 del R. Osservatorio Astronomico di Padova, 1928.
Articolo: Luigi Solaini e Mihai Botez, "Determinazione di gravità relativa tra Genova (Istituto Idrografico della R. Marina) e Milano (R. Politecnico)" - Pubblicazione N.33 dell’Istituto di Topografia e Geodesia del R. Politecnico di Milano, 1938.
Articolo: Luigi Solaini e Mihai Botez, "Determinazioni di gravità relativa eseguite nel 1939 a Castelnuovo Scrivia, Tortona, Alessandria, Valmadonna, S. Salvatore Monferrato, Sannazzaro de' Burgondi". - Pubblicazione della Reale Commissione Geodetica Italiana, - Terza Serie, Memoria N.2, 1941.
Monografia, saggio: Morelli Carlo, "Gravimetria", edizioni Del Bianco Editore, 1968
Monografia, saggio: Paul Angoulvent, Jean Goguel, "La gravimétrie", 1971
Monografia, saggio: Sineriz J. G., "Aplicaciones científicas y utilitarias de los mapas gravimétricos", edizione Pontificia Academia Scient. collana Commentarii I, 1984
Articolo: Wolfgang Torge, James Gordon Tanner, Alvaro Gonzalez Fletcher, "Recent Geodetic and Gravimetric Research in Latin America" Symposium No. 111, Vienna, Austria, August 13, 1991
Monografia, saggio: Antonio Rapolla, Maurizio Fedi, "I metodi gravimetrico e magnetico nella geofisica della terra" solida, 1993
Monografia, saggio: Christoph Clauser, "Grundlagen der angewandten Geophysik - Seismik, Gravimetria", 2018
lunedì 26 ottobre 2020
mercoledì 21 ottobre 2020
STEP #9
GLI INVENTORI
Lucian LaCoste (1908 - 1995) era un fisico e metrologo. Fu co-inventore del gravimetro moderno, inventò la molla a lunghezza zero e gravimetri montati su veicoli. È stato anche co-fondatore di un'importante azienda di vendita di strumenti gravimetrici. LaCoste scoprì la molla a lunghezza zero nel 1932 mentre svolgeva un incarico nel corso di fisica universitaria di Arnold Romberg. La molla a lunghezza zero è estremamente importante per sismometri e gravimetri perché consente la progettazione di pendoli verticali con periodi (teoricamente) infiniti. Iniziò così la collaborazione tra LaCoste e Romberg, durante questo periodo idearono i primi sismografi e gravimetri moderni, utilizzando molle a lunghezza zero in acciaio e quarzo. Fondarono la LaCoste and Romberg Company iniziando a costruire misuratori di gravità nel seminterrato di Romberg. Successivamente alla Seconda Guerra Mondiale e in seguito alla morte di Romberg, LaCoste decise di portare avanti il progetto, dominando così la gravimetria e fornendo la strumentazione per la maggior parte delle esplorazioni e del lavoro scientifico svolto in quel campo. I primi gravimetri di LaCoste e Romberg vennero sostituiti da modelli più piccoli e più leggeri, come il modello del 1942 e il modello Pioneer del 1960. Quest’ultimo pesava solo 8,5 kg con custodia e batteria incluse ed è ancora ampiamente utilizzato per precisi rilievi gravitazionali a terra.
Il contesto storico in cui si sviluppa il gravimetro è caratterizzato da fasi alterne, la prima innovazione di LaCoste e Romberg si situa in un periodo molto prossimo alla Seconda Guerra Mondiale, caratterizzato quindi da momenti di difficoltà e di limitazioni. I primi anni dopo la Seconda Guerra Mondiale sono caratterizzati invece da un clima di rinascita, di innovazione e progresso che permette alle nuove invenzioni di prendere piede e di diffondersi più facilmente.
La portata di questa innovazione ha permesso lo sviluppo della disciplina e di conseguenza una sua maggiore conoscenza.
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| Foto di Dr Lucian LaCoste, inventore del gravimetro moderno https://wiki.seg.org/wiki/Lucien_LaCoste |
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Foto di Dr. Arnold Romberg, co-inventore del gravimetro moderno https://web2.ph.utexas.edu/utphysicshistory/ArnoldRomberg.html |
Fonti:
https://web.archive.org/web/20080527061634/http://www.agu.org/sci_soc/lacoste.html
https://en.wikipedia.org/wiki/Lucien_LaCoste
https://americanhistory.si.edu/collections/search/object/nmah_865075 https://web2.ph.utexas.edu/utphysicshistory/ArnoldRomberg.html
https://wiki.seg.org/wiki/Lucien_LaCoste
STEP #8
I MATERIALI
Le parti di cui è composto il gravimetro sono caratterizzate da diversi materiali. Tra questi troviamo:
- l’interferometro tipo Mach-Zehndern realizzato in vetro con rivestimento in alluminio e vetro riflettente per gli specchi;
- sismometro in materiale metallico;
- due riflettori a forma di spigolo di cubo in vetro;
- un dispositivo meccanico a catapulta in legno e materiale elastico;
- laser all’elio neon stabilizzato in vetro (tubo), vetro per lo specchio semi riflettente, ioni di Neon, anodo e catodo;
- fotomoltiplicatore in vetro e argento, con anodo e dinodi;
- orologio atomico in rubidio;
- contatore in polietilene rinforzato con fibra di vetro, materiale composito, polietilene e acciaio inox.
Fonti: https://it.wikipedia.org/wiki/Interferometro_di_Mach-Zehnder
https://it.wikipedia.org/wiki/Sismometro
https://it.wikipedia.org/wiki/Prisma_riflettore_a_spigolo_di_cubo
https://it.wikipedia.org/wiki/Laser_a_elio-neon
STEP #7
IL MITO
Nel nostro sistema Solare c’è un pianeta in particolare che assicura la sopravvivenza della vita così come la conosciamo nel nostro pianeta Terra, e questo è ovviamente Giove. Non fosse stato per il campo gravitazionale di questo pianeta gigante la superficie della nostra Terra sarebbe stata condita da oggetti provenienti dallo spazio cosmico.Il nome di questo pianeta deriva dal nome della divinità Giove, che in lingua scandinava viene chiamato “Pôrr” o più propriamente “Pôrr con il martello”. Infatti è ritenuto famoso per questo suo speciale martello, costruito per lui dagli elfi oscuri (nani) sotto terra. Il martello era originariamente una roccia, come si può notare dall’etimologia della parola martello, la quale originariamente significava semplicemente “roccia”. Torna sempre a lui quando lo lancia nell’aria e può renderlo così piccolo da poterlo inserire facilmente in una tasca o in un sacchetto, se lo desidera. Porta anche una cintura che raddoppia la sua forza, la Meginnjörð (“Forza della Terra”). È la gravità che provoca la caduta della pioggia nel terreno, che causa il ritorno di una roccia nella propria mano quando la si lancia nell’aria, la gravità non è legata alla dimensione di un oggetto, bensì alla sua massa, quindi il suo martello può essere reso quanto piccolo egli lo voglia, senza che ciò influenzi il suo potere. Naturalmente la sua cintura è quindi chiamata “la Forza della Terra”, è fondamentalmente un altro nome per indicare la gravità, la forza della massa. Nella nostra mitologia è anche incaricato di proteggere il mondo dai giganti di pietra e dai giganti di ghiaccio, proprio come il pianeta Giove protegge il pianeta Terra dai giganti di pietra e di ghiaccio provenienti dallo spazio grazie alla sua gravità. Invece che schiantarsi contro il nostro pianeta e distruggere tutta la vita che vi è presente i giganti di pietra e ghiaccio sono assorbiti da Giove, per via della sua gravità. Più che essere un dio del tuono, della pioggia e dell’agricoltura, Þôrr è innanzitutto il dio della gravità.”
Come si può vedere dal mito raccontato sopra, da sempre si è capita l’esistenza e la grande importanza della forza di gravità, ciò ha portato a una forte sperimentazione della costruzione di strumenti scientifici che ne permettessero la misurazione e le variazioni.
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Rappresentazione di Giove con la cintura "Forza della Terra" https://thuleanperspectiveitalia.wordpress.com/2013/06/25/scienza-nella-mitologia-scandinava-la-gravita/ |
STEP #6
IL SIMBOLO
Il simbolo che può rappresentare bene il gravimetro è quello collegato al principio su cui si basa, l’accelerazione di gravità; l’accelerazione di gravità o più propriamente il centro di gravità viene solitamente rappresentato da questi due simboli:
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Etichetta del centro di gravità https://www.mysafetylabels.com/MSL/ISO-Mandatory-Center-Of-Gravity-Safety-Label/SKU-LB-0029.aspx |
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Etichetta del centro di gravità https://www.iso.org/obp/ui#iso:grs:7000:0627 |
giovedì 15 ottobre 2020
STEP #5
PRINICIPIO FISICO
Il gravimetro è basato sul principio del moto libero simmetrico; in esso le misure di spostamento di un grave di forma particolare vengono eseguite in varie posizioni lungo la traiettoria mediante interferometria laser ed il tempo impiegato per passare attraverso le varie stazioni viene misurato con un orologio atomico. Con questo sistema, che è trasportabile, si raggiungono incertezze di 0,00000004 m/s2 su un valore di g di 9,80534317 m/s.
Viene utilizzato per la misura il metodo della caduta libera di un grave sottoposto alla sola forza di gravità. Più precisamente viene esaminato il moto di un corpo lungo una traiettoria simmetrica rispetto alla sommità della stessa. Questa simmetria del movimento offre alla tecnica di misura importanti vantaggi rispetto alla caduta semplice di un corpo: fra i principali ricordiamo una minore influenza dell'attrito dell'aria ed una migliore precisione intrinseca del metodo.
Un corpo viene lanciato verticalmente da un dispositivo meccanico a catapulta, che gli fa percorrere una traiettoria dell'ordine di 0,2 m in un cilindro mantenuto sotto vuoto (all'incirca a 0,1 Pa). Durante il volo dallo spigolo di cubo (o triedro) in uscita dall'interferometro sfila una serie di frange di interferenza che vengono rivelate da un fotomoltiplicatore e convertite in un segnale elettrico adatto a pilotare i circuiti elettronici di misura. Il sistema non comprende un'unità di lunghezza materiale. Pertanto la misura ha inizio ad un istante predeterminato, ma arbitrario, lungo la traiettoria in salita. L'equidistanza tra le stazioni è ottenuta da conteggi successivi di un numero intero costante di frange di interferenza. Il tempo impiegato dal grave a percorrere queste distanze è misurato con un contatore che ha una risoluzione dell'ordine di 100 ps. Un orologio atomico al rubidio fornisce a questo contatore la sufficiente stabilità come campione di tempo.
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| Rappresentazione della traiettoria del corpo e dell'equazione ad essa correlata https://www.researchgate.net/figure/Figura-4-Schema-del-gravimetro-assoluto-dellIMGC_fig3_236609916 |
Fonte: https://www.researchgate.net/figure/Figura-4-Schema-del-gravimetro-assoluto-dellIMGC_fig3_236609916
STEP #4
LA SCIENZA
Il gravimetro viene utilizzato nella disciplina scientifica della gravimetria. Essa è una parte della geofisica che considera le teorie e i metodi di osservazione destinati allo studio del campo gravitazionale terrestre e alla misurazione dell’accelerazione di gravità. L’accelerazione di gravità sulla superficie terrestre può essere misurata in modo assoluto o relativo. La misura assoluta, effettuata in alcune località dette stazioni gravimetriche fondamentali, corrisponde al valore dell’effettiva accelerazione di un oggetto in caduta libera nel vuoto. La misura relativa fornisce la differenza fra i valori registrati dalle stazioni di misura e viene effettuata con strumentazione meno sofisticata allo scopo di determinare le anomalie di gravità. La stazione gravimetrica prende nome diverso a seconda del tipo (assoluta o relativa) e della precisione della medesima.
Fonte: https://www.treccani.it/enciclopedia/gravimetria/
STEP #3
GLOSSARIO
Le parti di cui è composto il gravimetro sono:
- un nuovo interferometro tipo Mach-Zehnder: è un tipo di interferometro a divisione di ampiezza, costituito da due specchi e da due beam splitter;
- un sismometro a lungo periodo: strumento che misura la dipendenza temporale dello spostamento, della velocità o dell’accelerazione del terreno;
- un riflettore a forma di spigolo di cubo posto sulla massa inerziale del sismometro, che costituisce lo specchio di riferimento dell’interferometro, è uno strumento ottico che ha la proprietà di riflettere un fascio luminoso incidente sulla sua superficie frontale esattamente verso la direzione di provenienza;
- un secondo specchio dell’interferometro: è costituito da uno spigolo di cubo analogo al precedente;
- dispositivo meccanico a catapulta: utilizza rilascio improvviso dell'energia potenziale immagazzinata per spingere il suo carico utile;
- laser all'elio neon stabilizzato: è un piccolo tipo di laser a gas. Nel loro funzionamento normale operano e sono spesso impiegati in dimostrazioni ottiche di laboratorio. Operano ad una lunghezza d'onda di 632,8 nm nella parte rossa dello spettro visibile;
- fotomoltiplicatore: un tubo fotomoltiplicatore è un rilevatore elettronico di luce estremamente sensibile nell’ultravioletto, nella luce visibile e nel vicino infrarosso;
- orologio atomico al rubidio: l'orologio atomico è un tipo di orologio in cui la base del tempo è determinata dalla frequenza di risonanza di un atomo;
- contatore: è un dispositivo che memorizza (o a volte visualizza) il numero di volte che un particolare evento o processo si verifica.
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| Schema gravimetro assoluto https://www.researchgate.net/figure/Figura-4-Schema-del-gravimetro-assoluto-dellIMGC_fig3_236609916 |
Fonti:
https://www.researchgate.net/figure/Figura-4-Schema-del-gravimetro-assoluto-dellIMGC_fig3_236609916
https://it.wikipedia.org/wiki/Interferometro_di_Mach-Zehnder
https://it.wikipedia.org/wiki/Sismometro
https://it.wikipedia.org/wiki/Prisma_riflettore_a_spigolo_di_cubo
https://it.wikipedia.org/wiki/Laser_a_elio-neon
https://it.wikipedia.org/wiki/Fotomoltiplicatore
https://it.wikipedia.org/wiki/Orologio_atomico
martedì 13 ottobre 2020
STEP #2
L'IMMAGINE
Per avere una visione più completa e dettagliata del gravimetro allego tre foto, una storica e due più recenti.
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| Gravimetro recente http://microglacoste.com/product/a10-outdoor-absolute-gravimeter/
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Gravimetro recente https://en.wikipedia.org/wiki/Gravimeter |
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| Gravimetro assoluto storico https://slideplayer.it/slide/193367/ |
Fonti: http://microglacoste.com/product/a10-outdoor-absolute-gravimeter/
https://slideplayer.it/slide/193367/
domenica 11 ottobre 2020
STEP #1
IL GRAVIMETRO
DEFINIZIONE
Gravìmetro s.m.
Il gravimetro è uno strumento di misura deputato alla misurazione dell’accelerazione di gravità (g). La forza con cui una determinata massa è attratta verso il centro della terra è precisamente bilanciata, all'interno del gravimetro, da un sistema elastico o da molle (o ancora da forza elettromagnetiche nei gravimetri più moderni). Una piccolissima variazione di questa (dell'ordine di 10 -10 ) dà luogo ad un’oscillazione che si fermerà soltanto quando le forze saranno nuovamente bilanciate.
Ne esistono di due tipi:
Il gravimetro assoluto, posto in un determinato punto, misura la gravità di quel particolare punto;
Il gravimetro relativo misura la differenza di gravità esistente fra due punti. Il gravimetro relativo presenta molta meccanica ma poca elettronica; quest'ultima corrisponde principalmente alle livelle elettroniche che permettono di "mettere in bolla" lo strumento e ne conferiscono quindi la stabilità.
ETIMOLOGIA
Composizione di gravi(tà) e -metro. 1834
TRADUZIONI IN ALTRE LINGUE
Il gravimetro è uno strumento molto utilizzato ed è quindi conosciuto in tutto il mondo.
Traduzioni:
Inglese e Tedesco: gravimeter
Cinese: 重力儀
Francese: gravimètre
Ucraino: гравіметр
Spagnolo: gravímetro
Fonti:
https://www.treccani.it/enciclopedia/gravimetro_%28Dizionario-delle-Scienze-Fisiche%29/
https://it.wikipedia.org/wiki/Gravimetro
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#BONUS
IL LIBRO Copertina della fiaba "La bella e la Bestia" di Beaumont https://www.amazon.it/Bella-Bestia-edizione-illustrata-ebook/dp...
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