La storia del metro - scuole medie castel san pietro terme

Liceo della Comunicazione “S. Pio X”
Castel San Pietro Terme (Bo)
Un viaggio all’interno
del metro
Un famoso sconosciuto:
Tito Livio Burattini
A cura della classe III Liceo
con la consulenza della
prof Nobili Gloria
Tito Livio BURATTINI

La vita
a cura di SILVIA CANE’

Le invenzioni e le opere
a cura di ROBERTA CAPUTO

La definizione di metro
a cura di CRISTIAN DONATI

La storia del metro
a cura di ILARIA BIANCOLI
Impaginazione a cura di NICOLO’ BOSCHI
La vita
A cura di
Silvia Canè
Giovinezza….
Tito Livio Burattini fu uno
scienziato e matematico
italiano.
• Nacque ad Agordo in
provincia di Belluno
nel 1617 da una antica
famiglia della nobiltà rurale.
• Nel 1637 andò in Egitto
dove rimase fino al 1641,
svolgendo attività di
disegnatore e cartografo.
• Riprodusse i principali
monumenti di Alessandria,
Menfi ed Eliopoli
Soggiorno in Polonia…..
• Si stabilì in Polonia nel 1642.
• Ebbe contatti con un allievo di
Galileo, Stanislaw Pudlowski, con
cui svolse alcuni esperimenti.
• Ebbe la stima della Regina di
Polonia Maria Luigia Gonzaga
(incoronata nel 1648) che lo
nominò architetto reale, in
seguito tesoriere della regina e in
seguito gli affidò incarichi
diplomatici per l’Europa.
• Nel 1658 si sposò con una
nobile ricca polacca Teresa
Opacka divenendo cittadino
polacco.
Ritorno in Italia….
Nel 1657 fu inviato a Firenze per
trattare la candidatura a successore del
re Giovanni Casimiro sul trono Polacco.
Sempre nel 1657 arriva a Bologna dove
si incontra con padre Riccioli,
astronomo.
Durante il soggiorno a Firenze lavorò
come progettista di orologi per il duca
Leopoldo.
Costruì lenti per microscopi e telescopi
che donò anche ai Signori di Firenze.
Nel 1658 rientrò in Polonia dove venne
nominato direttore della Zecca
3 anni dopo venne accusato di profitti
illeciti e rimosso dalla carica.
La proposta del metro
Nel 1667 morì la sua protettrice,
la regina Maria Luigia e visse un
periodo di eclisse.
Dall’ottobre 1672 venne
nominato comandante della
piazzaforte di Varsavia.
Nel 1675 ritenne di essere il
primo a proporre la lunghezza
del pendolo come misura
universale, ignaro delle
pubblicazioni di Mouton e di
Huygens.
Morì in povertà il 17 novembre
del 1681.
A suo ricordo rimane una
lapide commemorativa posta
nella piazza principale di
Agordo
Le invenzioni
e le opere
a cura di Roberta Caputo
• La bilancia sincera
• La macchina volante
• Orologio ad acqua
• Osservazioni astronomiche
• “Misura universale”
La Bilancia sincera
La sua opera ‘Bilancia sincera’, di cui
si è conservata una versione
solo manoscritta del 1644-45, è ispirata ad
un’opera simile di Galileo. Burattini si
proponeva di perfezionare il funzionamento
della bilancia per semplificare e rendere più
pratiche le operazioni effettuabili con essa.
La bilancia sincera… con la quale per teorica e pratica con l’aiuto dell’acqua
non solo si conosce le frodi dell’oro e degli altri metalli, ma ancora la
bontà di tutte le gioie e di tutte i liquori
(Parigi, Bibl, naz., Miss, Ital. 448; Suppl. fr. 496)
Burattini scrisse quest’ opera in base alla sua esperienza come
direttore della Zecca di Cracovia. Nel 1659 furono emesse delle
monete in bronzo (detti solidi/ szelagi) su cui si trovano impresse
le sue iniziali.
Le invenzioni
Tra le sue
invenzioni, va
ricordato il
progetto di un
orologio ad
acqua
(vedi slide
seguente) per
il Granduca di
Toscana
Leopoldo.
Tra il 1647 e il 1648 presentò al re di Polonia il
progetto di una delle prime macchine volanti. Di
tale modello resta una sommaria descrizione in
una lettera indirizzata a Marin Mersenne il 29
febbraio 1648, oltre che in un frammento
epistolare indirizzato a C. Huygens nel 1661.
OROLOGI
ad ACQUA




Orologio ad acqua
Roma, Pincio,
Viale dell'Orologio
1873
All'alba della civiltà gli uomini impararono a misurare il tempo con gli orologi naturali:
il Sole, la Luna e le stelle, ma quanto le nuvole nascondevano gli astri c'era
l'esigenza di affidarsi ad altri strumenti in grado di contare il trascorrere del tempo in
modo il più possibile costante.
La parola greca klepsydra significa ladro d'acqua
e si riferisce al lento gocciolare dell'acqua da un
recipiente all'altro.
Secondo alcuni storici l'orologio ad acqua o
appunto clessidra sarebbe stato ideato dagli
Egizi, maestri nel controllare il fluire delle
acque del Nilo per irrigare le coltivazioni.
Replica di un
La clessidra poteva essere ad afflusso o
modello dell‘
a deflusso, a seconda che le variazioni di
epoca del re
un liquido in un recipiente avvenissero
coreano Sejong
per accumulo o per progressivo
(1418-1450).
svuotamento.
Le sue scoperte
Burattini nel 1665 fece delle osservazioni
astronomiche con Stanislaw Pudlowski (allievo di
Galileo) e Girolamo Pinocci, un patrizio di origine
italiana, e con loro scoprì delle irregolarità
paragonabili a quelle lunari sulla superficie di
Venere.
Raggiunse notevole reputazione anche
come costruttore di lenti per microscopi
e telescopi, apprezzate e ricercate,
alcune delle quali furono inviate in dono
al principe Leopoldo De’ Medici.
Negli anni 1667-68 scrisse anche un’opera di diottrica,
purtroppo andata perduta
La pubblicazione
della “misura universale”
Nel 1675 Burattini pubblicò la “Misura universale” in cui
si proponeva come unità di misura lineare la lunghezza
del filo del pendolo battente il minuto secondo.
Inoltre suggeriva una divisione quaternaria del suo
metro; per la prima volta tale parola indicava una
lunghezza unitaria universale.
“Misura universale ovvero trattato nel quale si mostra come in tutti li
luoghi del mondo si può trovare una misura e un peso universale
senza che abbiano relaqzione con niun’altra misura e niun altro peso
e ad ogni modo in tutti liluoghi saranno li medesimi e saranno
inalterabili e perpetui sin tanto che durerà il mondo…”
Vilna, nella stamperia de’ Padri Francescani, 1675
l’opera è stata ristampata a cura dell’Accademia delle
Scienze di Cracovia nel 1897; contemporaneamente ne uscì
un’edizione polacca
La definizione di metro
a cura di Cristian Donati
Il pendolo
Il pendolo semplice o pendolo
matematico è un sistema fisico
costituito da un filo inestensibile
e da una massa fissata alla sua
estremità e soggetta all'attrazione gravitazionale.
Il periodo di un pendolo è inteso come la durata di 1
oscillazione completa, cioè di un’andata e ritorno.
Questo sistema meccanico è stato reso celebre
dall'impegno sperimentale e teorico profuso da Galileo
Galilei (1564 -1642), che ne ha correttamente descritto la
proprietà principale, ovvero l'isocronismo (eguale durata
delle oscillazioni).
Formula del pendolo
Da cosa dipende il periodo di oscillazione del pendolo?
Dalla massa appesa?
Dall’angolo di inclinazione iniziale?
Orologio
a pendolo
Jaeger Le Coultre
"Atmos"
primo prototipo
[1928]
Galileo scoprì che dipendeva solo dalla…
lunghezza del filo (l)!
Se : l = lunghezza filo; T = tempo di andata e ritorno
(periodo)
Si ottiene:
T= 2¶ √l/g
dove g = accelerazione di gravità e
(valore medio: 9,81 m/s2)
¶ = 3,14…
Alcuni esempi:
1) se l = 1 m
T=?
= 2 s (circa)
2) se T = 1 s
l=?
l = 25 cm (circa)
(pendolo che ‘batte’ il secondo, C. Huyghens, 1670)
Problematiche del pendolo:
 La lunghezza del filo del pendolo cambia col
cambiare della temperatura! Infatti i
materiali metallici con l’aumentare della
temperatura si dilatano, per cui un filo
metallico, se riscaldato, tende ad
allungarsi…
(dimostrazione effettuata da Jean Picard nel 1670)
 l’attrito interferisce con il moto libero del
pendolo e tende a fermarlo
La concezione del metro
secondo Tito Livio Burattini
Il termine metro fu coniato nel 1675 da Tito Livio Burattini.
A lui si deve il primo tentativo di definizione di unità di
misura universale basato sull’oscillazione di un pendolo
avente il periodo di 2 secondi. Il vantaggio di tale unità di
misura è che è facilmente riproducibile, trasportabile,
tascabile, assoluta…ma…oltre ai problemi già
citati, esiste anche il fatto che il valore di g dipende dalla
latitudine a cui ci si trova e alla quota rispetto al livello del
mare. Per cui la definizione andrebbe completata
aggiungendo…a 45° di latitudine e a livello del mare!
Alcune considerazioni
L’aspetto interessante della
proposta di Burattini per il metro è
che vengono unite una misura di
lunghezza (quella del filo) con un
intervallo di tempo… ciò è analogo
alla correlazione tra spazio e tempo
che si ritrova nelle meridiane solari
in cui, ad ogni variazione di
posizione dell’ombra corrisponde
un valore del tempo diverso!
Tuttavia questa correlazione
spazio-tempo si ritrova anche
nella definizione moderna.
La storia del metro
a cura di Ilaria Biancoli
Metro
Il metro (simbolo: m) è l'unita base SI (Sistema
internazionale di unità di misura) della lunghezza.
Nel 1983, a Parigi, durante la 17-esima Conférence
Générale des Poids et Mesures (Conferenza Generale di
Pesi e Misure), venne ridefinito come:
la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un
intervallo di tempo pari a 1/299 792 458 di
secondo.
(la velocità della luce nel vuoto è 299 792 458 m/s,
cioè circa 300000 Km/s)
Infatti, precedentemente, il metro ha percorso una lunga
strada prima di approdare a questa definizione.
Vediamone le tappe salienti.
Il metro e la Rivoluzione francese
Coniato come termine nel 1675 da Tito Livio Burattini , la definizione del
metro basata sulle dimensioni della Terra viene fatta risalire al 1791,
durante il periodo della Rivoluzione francese. La commissione incaricata
poteva scegliere tra la lunghezza di un pendolo che batte il secondo a 45o di
latitudine, una frazione della lunghezza dell'equatore terrestre e una frazione
della lunghezza di un meridiano, la commissione scelse l'ultima possibilità
come base del sistema.
Il metro fu stabilito dall‘
Accademia francese delle scienze
come 1/10 000 000 della distanza
tra polo nord ed equatore,
lungo la superficie terrestre,
calcolata sul meridiano di Parigi.
Il 7 aprile 1795 la Francia adottò il metro come unità di misura ufficiale.
Metro campione
L'incertezza nella misurazione della distanza
portò l'Ufficio dei pesi e delle misure (BIPM) a ridefinire
nel 1889 il metro come la distanza tra due linee incise su
una barra campione di platino-iridio conservata a Sèvres
presso Parigi.
In Italia il metro venne introdotto
con l’Unità d’Italia ed è basato
sul campione conservato all'Istituto
di metrologia Gustavo
Colonnetti del CNR, a Torino.
Il metro e le lunghezze atomiche
Nel 1960, con la disponibilità dei laser, l'undicesima
"Conferenza generale di pesi e misure" cambiò la definizione del
metro in: “la lunghezza pari a 1 650 763,73 lunghezze d'onda
nel vuoto della radiazione corrispondente alla transizione fra i
livelli 2p10 e 5d5 dell'atomo di kripton-86.”
Ma tale definizione era incomprensibile alla maggior parte delle persone!
Nel 1983 la XVII Conferenza generale di pesi e misure definì il
metro come la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un
1/299 792 458 di secondo (ovvero, la velocità della luce nel vuoto venne
definita essere 299 792 458 metri al secondo). Poiché si ritiene che la
velocità della luce nel vuoto sia la stessa ovunque, questa definizione è più
facile da mantenere e più consistente della misurazione basata sulla
circonferenza della Terra o sulla lunghezza di una specifica barra di metallo.
In questo modo, se la barra andasse distrutta o persa, il metro standard
potrebbe essere ricreato facilmente in ogni laboratorio. L'altro vantaggio è che
può (in teoria) essere misurato con precisione superiore rispetto alla
circonferenza terrestre o alla distanza tra due linee.
Sempre grazie agli esperimenti in laboratorio, dalla fine del 1997 è
possibile raggiungere un ordine di accuratezza di 10 - 10 m.
Questo risultato è ottenibile sfruttando la relazione: λ=c/ν
(λ=lunghezza d'onda, c = velocità della luce, ν=frequenza della radiazione)
utilizzando oscillatori laser stabilizzati a frequenza conosciuta (imprecisione
Δν/ν migliore di 10 - 10) la cui radiazione viene utilizzata in sistemi di
misura interferometrici.
MULTIPLI E SOTTOMULTIPLI
metro = m
yottametro = Ym = 1024 m
zettametro = Zm = 1021 m
exametro = Em = 1018 m
petametro = Pm = 1015 m
terametro = Tm = 1012 m
gigametro = Gm = 109 m
megametro = Mm = 106 m
chilometro = kilometro = km =
103 m = 1000 m
ettometro = hm = 102 m = 100m
decametro = dam = 101 m =10m
decimetro = dm = 10−1 m = 0,1 m
= 1/10 m
centimetro = cm = 10−2 m = 0,01
m = 1/100 m
millimetro = mm = 10−3 m = 0,001
m = 1/1000 m
micrometro = micron = μm = 10−6
m
nanometro = nm = 10−9 m
picometro = pm = 10−12 m
femtometro = fm = 10−15 m
attometro = am = 10−18 m
zeptometro = zm = 10−21 m
yoctometro = ym = 10−24 m
ESEMPI DI GRANDEZZE REALI
Lunghezza
Equivalente in metri
Distanza della Terra dalla più vicina delle
grandi galassie (Andromeda M31 )
2 × 1022
Diametro della nostra galassia
8 × 1020
Distanza tra la Terra e la stella più vicina
(escluso il Sole)
4 × 1016
Distanza tra la Terra ed il Sole
1,5 × 1011
Raggio della Terra
6,37 × 106
Diametro di un globulo rosso
8 × 10−6
Diametro di un atomo di ossigeno
10−10
Diametro di un protone
2 × 10−15
BIBLIOGRAFIA


M. GLIOZZI, Precursori del sistema metrico
decimale, in atti della R. Accad. Delle scienze di
Torino, classe di scienze fisiche, mat. e naturali,
LXVIII(1932) pp. 46-50.
Dizionario Biografico degli Italiani, AD NOMEN,
Ed. Treccani ( a cura di Barocas – Caccamo -Ingegno)
Siti web:


alla voce Tito Livio Burattini
www.itisvinci.com/.../20041120/art13/index.php