Cannocchiale

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Il cannocchiale è uno strumento ottico per l'osservazione ravvicinata di oggetti terrestri. La differenza più significativa rispetto a un telescopio astronomico è che fornisce immagini dritte anziché capovolte. Ci sono tre metodi per realizzare un cannocchiale:

  • Cannocchiale di Galileo (telescopio galileiano);
  • Cannocchiale con lente raddrizzatrice (telescopio Kepleriano);
  • Cannocchiale prismatico.

Storia dell'invenzione[modifica | modifica wikitesto]

Mundus-l

La storia “ufficiale” del cannocchiale inizia in Olanda nel primo autunno del 1608, come certificato da documenti. Comunque, l’esatta paternità del cannocchiale risulta ancora incerta perché abbondano le ipotesi sugli aspiranti padri. Il luterano Simon Mayr (Marius) nel suo Mundus Jovialis, scritto nel 1614, scrive che un certo olandese («quidam belga») era presente alla Fiera di Francoforte, tenutasi nel settembre del 1608, offrendo a caro prezzo (300 fiorini) un’esemplare di cannocchiale (ma con una lente rotta). Nel 1618, Girolamo Sirtori pubblica a Francoforte il Telescopium sive ars perficiendi, in cui, oltre a descrivere la tecnica di costruzione, dà anche notizie sulla prima diffusione dello strumento. Il Sirtori sembra indicare Lipperhey[1] quale inventore, ma aggiunge che questo occhialaio aveva appreso il segreto da un viaggiatore che era arrivato al suo negozio.

Hans Lipperhey[2] (Lippershey) (1619), era nato a Wesel in Westfalia e faceva l’occhialaio nella città di Middelburg, nell’isola di Walcheren (Zeeland). Un documento del 2 ottobre 1608 cita la sua richiesta di brevetto in cambio del mantenimento del segreto dell’invenzione. Esiste anche una lettera del 25 settembre 1608 inviata al principe Maurizio di Nassau da parte del Consiglio Municipale di Middelburg, nella quale il Lipperhey afferma di essere in possesso di uno strumento che permette di vedere cose lontane come se fossero vicine[3]. Il principe  Maurizio di Nassau (figlio di Guglielmo di Orange) era lo Stadhouder (ossia luogo tenente governatore) della Repubblica delle Sette Province Unite protestanti (all’incirca l’attuale Olanda) in ribellione contro i cattolici degli Asburgo di Spagna delle Fiandre spagnole (all’incirca l’attuale Belgio). Jacob Adriaenszoon (Metius) (1628), nativo di Alkmaar (cittadina a nord di Amsterdam), in una lettera inviata verso la metà di ottobre 1608 alle Province Unite diceva di poter fornire un telescopio di qualità superiore a quello di Lipperhey[4]. Il fratello di Jacob era Adriaen Adriaenszoon, uno degli allievi di Tycho Brahe e successivamente professore di Astronomia e Matematica a Franeker, nella Frisia. Il padre era Adriaen Anthonisz, ingegnere militare e matematico, di cui è nota una approssimazione per  pi-greco = 355/113 nota come “proporzione di Metius”. Cartesio, nella sua Dioptrique del 1637, considera il Metius quale il vero inventore del cannocchiale, ma forse è influenzato dalla sua amicizia con il fratello Adriaen. Sacharias Jansen, (1588-1632) anche lui di Middelburg e vicino di casa di Lipperhey; secondo la testimonianza del figlio Johannes Sachariassen, nato nel 1611, citata da Borel nel suo De vero telescopii inventore, avrebbe costruito un telescopio già nel 1590[5].

Molte date riportate dal figlio sono però incerte o contraddittorie e vanno prese cum grano salis, perché si riferiscono a ricordi di avvenimenti risalenti a molti anni prima. Comunque, nel documento citato si parla di una lunghezza dello strumento attorno ai 40 centimetri e si afferma che i migliori strumenti furono offerti sia al principe Maurizio di Nassau che al suo rivale, l’arciduca Alberto VII di Asburgo, governatore dei Paesi Bassi cattolici, che è uno dei personaggi centrali di questa storia. Comunque, è certo che nell’autunno del 1608 i tempi eranomaturi e che notizie e informazioni sull’invenzione si stavano rapidamente diffondendo.

Un brano del manoscritto del "Sidereus nuncius" di Galileo

Nel 1609 giunse in Venezia la notizia che presso certi artigiani fiamminghi si costruivano degli «occhiali» speciali mediante i quali era possibile vedere gli oggetti lontani come se fossero vicini, con un ingrandimento di circa quattro volte. Questi strumenti in realtà erano stati realizzati a Venezia circa venti anni prima, inviate al Granduca di Toscana dal suo servizio di spionaggio ramificato in tutti i paesi d’Europa, si narrava di questi strumenti e anche del loro potenziale uso militare e astronomico, ma senza un particolare rilievo. Arrivata la notizia in Venezia, verosimilmente a Paolo Sarpi, Galileo, forse coadiuvato dal Sarpi o da Agostino da Mula, si mise a studiare il modo di migliorarne le prestazioni, fino a riuscire a costruire degli strumenti decisamente notevoli per quel tempo. Galileo non riconobbe mai il contributo datogli da Sarpi, ma approfittò subito del nuovo strumento per una spregiudicata operazione di promozione della propria immagine pubblica.

La lettera scritta nel 1609 da Galileo al Doge per accompagnare l’offerta del cannocchiale alla Serenissima per fini militari e per chiedere una cattedra è un capolavoro di propaganda e di millanteria scientifica. Grazie a questa presunta scoperta e ai chiari vantaggi militari offerti dal cannocchiale, a Galileo fu attribuito uno stipendio annuo di 1000 fiorini e gli venne conferita la cattedra a vita. La Repubblica veneta commissionò a Galileo anche un certo di numero di cannocchiali per le proprie navi, ma il vantaggio militare nel giro di pochi anni sparì poiché molte marinerie riuscirono a procurarsi degli strumenti simili. Il cannocchiale tuttavia era uno strumento scientifico e Galileo, con «curiosità informata», decise di rivolgerlo all’osservazione degli astri. In rapida successione Galileo scoprì che le nubi della Via Lattea erano in verità grandi ammassi di stelle, che la Luna aveva valli e montagne come la Terra e che Giove aveva ben quattro satelliti. I primi risultati furono pubblicati nel giro di pochi mesi in un libretto dal titolo Sidereus Nuncius (Annunciatore Celeste), che per la sua prosa latina scarna e diretta e per l’esteso uso della grafica può essere considerato molto più vicino ai moderni rapporti scientifici che alla letteratura astronomica del tempo.

Caratteristiche Dei Prototipi[modifica | modifica wikitesto]

I primi cannocchiali avevano pochi ingrandimenti (~ 3°—), probabilmente non accompagnati da un corrispondente aumento del potere risolutivo. Galileo, (forse aiutato da un qualche suo amico e consigliere) si rese però conto delle potenzialità militari di questi dispositivi, se opportunamente migliorati. Infatti, una volta riuscito nel suo intento, corse dal Doge di Venezia per venderglieli come strumenti di guerra[6], anche se poi ne rivolse uno «perfettissimo» verso il cielo per osservare gli astri. Il merito di Galileo, quando nella primavera-estate del 1609 costruì i suoi primi cannocchiali, fu quello di adoperare lenti di alta qualità fornitegli dagli artigiani veneziani (delle quali lui comunque scartava la maggior parte) e di ridurne ulteriormente le aberrazioni mediante una forte diaframmatura.[7]

Cannocchiale di Galileo[modifica | modifica wikitesto]

Consiste in un telescopio galileiano, cioè un telescopio rifrattore che utilizza lo schema ottico inventato da Galileo. Presenta lo svantaggio di una pupilla d'uscita molto piccola.

Tale soluzione è utilizzata nei binocoli da teatro e da caccia.

Gli unici due cannocchiali originali di Galileo esistenti al mondo sono conservati nel museo galileiano di Firenze.

Cannocchiale con lente raddrizzatrice[modifica | modifica wikitesto]

Cannocchiale con lente raddrizzatrice.
Cannocchiale con lente raddrizzatrice - Sistema 1.
Cannocchiale con lente raddrizzatrice - Sistema 2.

È un telescopio rifrattore di tipo kepleriano in cui è aggiunta una terza lente (o un gruppo di lenti) in posizione intermedia fra obiettivo e oculare; tale lente, detta raddrizzatrice o invertente, inverte l'immagine reale formata dall'obiettivo formando una nuova immagine dritta, rendendo pertanto lo strumento idoneo per le osservazioni terrestri.

Lo svantaggio di questa soluzione è la maggiore lunghezza del tubo (aumentata di una quantità pari a quattro volte la focale della lente raddrizzatrice), senza contare che la lente aggiuntiva può introdurre ulteriori aberrazioni riducendo la nitidezza dell'immagine. (vedi bibliografia)


Cannocchiale prismatico[modifica | modifica wikitesto]

Cannocchiale prismatico

È un telescopio rifrattore kepleriano in cui l'immagine è invertita da una coppia di prismi, che può essere del tipo a tetto oppure a prismi di Porro. I prismi permettono di ottenere cannocchiali di minore lunghezza e che forniscono immagini più nitide rispetto all'utilizzo della lente raddrizzatrice.

Questa soluzione ha trovato largo uso nei normali binocoli prismatici.


Cannocchiale panoramico[modifica | modifica wikitesto]

Cannocchiale panoramico.

Situati nei punti panoramici e turistici delle città, i cannocchiali permettono la visione ingrandita del panorama circostante.

Inserendo una moneta si attiva un congegno che apre un opportuno diaframma, consentendo l'utilizzo del cannocchiale per un certo tempo. Questi tipi di cannocchiale posseggono ottime caratteristiche di luminosità e non necessitano di messa e fuoco.

L’Arte e il cannocchiale[modifica | modifica wikitesto]

L’arte è un esempio che ci può aiutare a comprendere meglio la struttura dei primi cannocchiali dell’epoca; un esempio è L’“Allegoria della Vista” di Jan Brueghel.

Fig. 7. Parte del quadro “Allegoria della Vista” di Jan Brueghel e Peter Paul Rubens, conservato al Museo Nazionale del Prado, Madrid.

Nell’“Allegoria della Vista” di Jan Brueghel è descritta una sala interna dell’antico Palazzo Reale di Coudemberg3. Le due figure centrali, Venere e Cupido, sono chiaramente opera di Rubens, mentre tutto il resto è opera di Brueghel. L’analisi del quadro eseguita da Matias Diaz-Padron4, identifica nella figura femminile la Venere Celeste, figlia di Urano, in contrapposizione alla Venere “volgare” figlia di Giove e Giunone, il che sembra in accordo con la forte caratterizzazione astronomica degli oggetti presenti nel quadro. Quasi tutti i quadri riprodotti sono stati identificati e localizzati in musei o collezioni e sono una preziosa testimonianza di quello che era il collezionismo nei Paesi Bassi. Testimoniano altresì che non è opera di fantasia ma esatta riproduzione di oggetti esistenti.

Nel quadro è rappresentata una profusione di strumenti scientifici e astronomici, riprodotti con la minuziosa cura del dettaglio e lo stile micrografico che caratterizza la pittura fiamminga: oltre alla sfera armillare ci sono un compasso a punte fisse, un altro gnomone con bussola, una squadra graduata (compasso di proporzione), un sestante (teodolite), un goniometro, un grafometro. Ai piedi del tavolo, in terra, si trovano un goniometro e un astrolabio e davanti a questi dei libri di astronomia, uno dei quali ha il titolo De Cosmographie. C’è infine il cannocchiale principale con ai suoi piedi un altro compasso. 

Fig. 8. Parte del quadro “La vista e l’olfatto” (ca. 1618) di vari autori, incluso Jan Bruegel, conservato al Prado. .

. Il cannocchiale è sorretto da un supporto verticale decorato di materiale bronzeo ed è costruito con 7 o 8 elementi metallico-argentei, rientranti tra di loro con una singolare guida-supporto semi-cilindrica di colore rossastro che, nella configurazione riprodotta (con gli elementi semi-inseriti l’un l’altro), interessa i quattro elementi maggiori. La struttura metallico-argentea dei vari elementi sorprende per l’alta qualità “tecnologica” della lavorazione, se confrontata sia con quella dei galileiani di cui è rimasta documentazione, sia con quella di cannocchiali successivi (es. Mariani, Divini). Una stima approssimativa delle dimensioni del cannocchiale si può ottenere dal confronto relativo con parti vicine, oggetti, animali, etc. Si ottengono circa 5-6 cm per il diametro massimo e circa 25-30 cm per la lunghezza dell’elemento maggiore. La lunghezza a pieno sviluppo risulterebbe di circa 170 centimetri. Si noti come gli ultimi elementi si restringono sensibilmente (di un fattore 2.6 rispetto all’elemento maggiore), fino a raggiungere un diametro stimato in circa due centimetri soltanto, per poi terminare in un grosso “oculare” di colore nero che ad un esame accurato mostra una superficie esterna percorsa da quattro anelli. Si noti che in terra, in posizione marginale dietro al Cupido e tra questi e il quadro di soggetto marinaresco si intravvede un cannocchiale di semplice forma cilindrica, quindi apparentemente un “olandese”, di lunghezza stimata attorno ai 40 centimetri, afferrato da una scimmia che sbuca da dietro il quadro. Un cannocchiale simile a quello principale qui descritto è 

Fig. 9. Dettagli dei due cannocchiali raffigurati nei due ultimi quadri.

riprodotto in un grande quadro, olio su tela, conservato anch’esso, ma non esposto, al Museo del Prado, dal titolo “Alegoria de la vista y del olfato”Questo quadro, opera di Brueghel e diversi altri pittori (nello stile degli atelier di pittura del tempo), venne completato verso il 1618-1620, ed è in realtà una copia di un originale che andò bruciato nell’incendio del castello di Coudemberg nel 1731. Si notano in esso molti degli strumenti astronomici presenti nel primo quadro, appartenenti alla collezione dell’Arciduca. La differenza principale tra i due cannocchiali sta nel numero degli elementi, otto o no- ve invece di sette, e nel colore degli anelli che sono neri e non argentei; i supporti sono anche leggermente diversi. Comunque, il confronto tra i due mostra chiaramente che sono opera della stesso artigiano.

Galileiani o kepleriani?[modifica | modifica wikitesto]

Cannocchiale keplero.png

I cannocchiali  “kepleriani” soppiantarono i “galileiani” solo dopo il 1640, cioè praticamente dopo la morte di Galileo (1642). Fu il frate cappuccino A. M. Schyrlaeus (Antonius Maria Schyrlaeus de Rheita) del monastero di Rheita in Boemia ad essere generalmente accreditato della sua costruzione, dopo che nel suo Oculus Enoch et Eliae ..., pubblicato ad Anversa nel 1645, scrisse di un nuovo telescopio da lui inventato e ne descrisse i vantaggi per la nitidezza delle immagini e il superiore campo visuale. Fu lo stesso padre Schyrlaeus a descrivere cannocchiali a due e più convesse. In un crittogramma descrisse anche un telescopio con quattro convesse, senza però dare dettagli sulla sua costruzione. Che tra gli strumenti di [Alberto VII] ci fosse un cannocchiale kepleriano o astronomico può apparire sorprendente, ma forse non del tutto inspiegabile. Le prime notizie di strumenti costruiti con questo nuovo schema ottico risalgono al 1630-1631, quando, nel suo libro [Rosa Ursina], padre Scheiner afferma di aver fatto delle osservazioni con un siffatto tipo di telescopio nel 1617, alla presenza dell’arciduca Massimiliano III, arciduca del Tirolo e fratello di Alberto VII. [Scheiner], in una lettera del gennaio 1615, scrive anche di “un nuovo strumento”, che potrebbe essere il kepleriano[8]. Dagli scritti di Scheiner, studiati da [F. Daxecker], risulta che, nel maggio del 1616, Massimiliano III aveva ottenuto un cannocchiale astronomico che rovesciava le immagini e che lui voleva invece utilizzare per osservazioni terrestri («opti- cum quodam instrumentum [...] imagines inversas red- dered, Serenissimus rectas videre cuperet») e Scheiner risolse il problema aggiungendo una terza lente, molto probabilmente applicando le teorie di Keplero che, nella Dioptrice, aveva suggerito l’utilizzo di una terza lente “raddrizzatrice” per trasformare un cannocchiale “astronomico” in “terrestre”[9]. È poi da riportare come [Johannes Sachariassen] avesse dichiarato, nel 1655, di fronte al notaio Simon Van Beaument, di aver costruito assieme al padre Sacharias Jansen, verso il 1618, dei “lunghi tubi”, di quelli usati per osservare le stelle e la Luna[10]. Si suppone che il lungo tubo sia stato un kepleriano perché nel galileiano, se il fuoco dell’obiettivo è molto lungo, il campo si restringe tanto da rendere impraticabili le osservazioni. L’esistenza di contatti tra il Sachariassen e l’arciduca è testimoniata da Willem Boreel, nativo di Middelburg e ambasciatore delle Province Unite in Francia, il quale, in una lettera riportata nel De Vero Telescopii Inventore di Pierre Borel del 1655, afferma che Sacharias Jansen con il padre Hans, occhialaio e proprietario di un’officina di ottica, avrebbero costruito il primo microscopio, un esemplare del quale sarebbe stato offerto all’arciduca Alberto VII[11]. Ricordiamo che in Italia il primo cannocchiale astronomico viene costruito a Napoli dal Fontana, il quale, nel 1646, nell’opera Novae coelestium terrestriumq[ue] rerum observationes, scrive di aver utilizzato un oculare convesso addirittura nel 1608, ossia prima che Keplero proponesse il suo nuovo schema ottico, e di aver mostrato lo strumento nel 1614 a padre Giovanni Baptista Zupo (e a padre Giacomo Staserio) il quale, in una deposizione allegata al libro, conferma la veridicità dell’affermazione[12].

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ Cannocchiale su treccani.it. URL consultato il 13 febbraio 2015.
  2. ^ Hans Lipperhey su galileo.rice.edu. URL consultato il 13 febbraio 2015.
  3. ^ V. Ronchi, Il Cannocchiale di Galileo, Einaudi, 1958 p.84-86
  4. ^ V. Ronchi, Il Cannocchiale di Galileo, Einaudi, 1958
  5. ^ V. Ronchi, Il Cannocchiale di Galileo, Einaudi, 1958 p.84
  6. ^ V. Ronchi, Il Cannocchiale di Galileo, Einaudi, 1958. p.3-4-5
  7. ^ V. Ronchi, Il Cannocchiale di Galileo, Einaudi, 1958. p.94-95
  8. ^ V. Ronchi, Il Cannocchiale di Galileo, Einaudi, 1958. p.237-238
  9. ^ V. Ronchi, Il Cannocchiale di Galileo, Einaudi, 1958. p.234-235
  10. ^ Brian Shmaefsky, Biotecnologie 101 - 2006, p.171
  11. ^ Stewart, Gail B. The Kid Haven Science Library: microscopi. Farmington Hills, MI: Kid Cielo Press, 2003. STAMPA
  12. ^ Mille anni di scienza in Italia, opera del Museo Galileo. Istituto Museo di Storia della Scienza di Firenze

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

  • E.Ravagli, R.Cerruti Sola e A.Giocoli, Fisica applicata e laboratorio, vol. II, Bologna, Calderini, 1993, pp. 399-402.
  • V. Ronchi, Il Cannocchiale di Galileo, Einaudi, 1958.
  • E. Sluiter, The Telescope Before Galileo in Journal for the History of Astronomy, nº 28, 1997, p. 223.
  • Pierre Humbert, Le scienze matematiche e l'astronomia.

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

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Collegamenti Esterni[modifica | modifica wikitesto]