bussola
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L'ago delle meraviglie
Un piccolo pezzo di metallo all'interno di un contenitore coperto da un vetro: materiali apparentemente banali, che hanno avuto una enorme importanza nella storia umana. Dal punto di vista pratico, la bussola è stata uno strumento fondamentale per la navigazione. Dal punto di vista scientifico, è stata la chiave per indagare una delle proprietà alla base del mondo fisico, il magnetismo
Una forza invisibile che ha guidato l'uomo per secoli
La bussola è uno strumento per orientarsi mentre si naviga, si scala una montagna o semplicemente si cammina in un bosco, insomma in tutte quelle situazioni in cui non ci sono a disposizione punti di riferimento ben visibili. Quando si usa la bussola si ha come riferimento il campo magnetico (magnetismo) terrestre, che si può descrivere come una forza che scorre tra due punti precisi del Pianeta, il polo nord magnetico e il polo sud magnetico. Entrambi sono vicini ai poli geografici ‒ cioè in punti dove passa idealmente l'asse di rotazione della Terra ‒ ma non coincidono esattamente con essi.
La bussola ‒ o meglio il tipo più conosciuto di bussola, perché ne esistono anche altri ‒ sfrutta le proprietà di alcuni metalli per individuare la direzione del campo magnetico terrestre, in modo che questa possa essere usata come sistema di riferimento per spostarsi. Sappiamo che una calamita può attrarre alcuni metalli, come il ferro. Ma una calamita, o magnete, ha anche la proprietà di orientarsi lungo l'asse magnetico terrestre. Se il magnete ha una struttura che si sviluppa in lunghezza, una sua estremità punta verso nord, l'altra verso sud. La bussola magnetica è costituita da un ago di acciaio magnetizzato ‒ cioè sottoposto a un particolare trattamento elettrico per renderlo sensibile al campo magnetico terrestre ‒ montato su un perno, in modo che sia libero di ruotare senza attrito. All'interno dello strumento, sotto l'ago, è di solito montato un quadrante graduato che permette di determinare precisamente una direzione a partire dalla posizione dell'ago.
Un'invenzione proveniente dalla Cina
La bussola nacque probabilmente in Cina prima dell'anno Mille, ma era inizialmente utilizzata come un giocattolo o un oggetto rituale. Solo a partire dall'11° secolo i Cinesi iniziarono a usarla per la navigazione. Prima di allora per orientarsi i marinai utilizzavano esclusivamente la posizione delle stelle, metodo che però funziona solo quando le condizioni meteorologiche sono buone. Invece la bussola consente di sapere in ogni circostanza da che parte è il nord e di conseguenza di tenere la direzione desiderata anche in assenza di punti di riferimento visivi.
L'invenzione della bussola ha permesso di navigare in modo più sicuro di quanto non fosse possibile prima e ha reso possibili i lunghi viaggi per mare attraverso gli oceani. È stata fondamentale, nel corso dell'ultimo secolo, anche per il volo. Oltre che per esplorare il mondo, la bussola ha avuto un grande ruolo anche per comprenderne alcune importantissime caratteristiche. Da molto tempo la scienza studia questa strana forza invisibile, che fa muovere alcuni oggetti verso un punto preciso della Terra. È arrivata così a spiegare le leggi dell'elettromagnetismo, che sono alla base della fisica moderna, e anche a ipotizzare come è fatta la parte più interna del nostro pianeta, formata in prevalenza da ferro magnetico: questioni molto più grandi della semplice bussola, ma è stato proprio questo piccolo oggetto a rendere possibile il primo incontro dell'uomo con quel mondo invisibile.
La bussola però non funziona sempre. Quando si vola proprio sopra le zone polari, per esempio, diventa completamente inutile perché ci si trova esattamente in corrispondenza di un polo magnetico. Per questo sono state inventate anche altre bussole basate su diversi sistemi di riferimento. Oggi infatti esistono strumenti più precisi della tradizionale bussola magnetica, come le radiobussole ‒ che anziché verso il polo nord magnetico puntano verso una sorgente di segnali radio di cui è nota la posizione ‒ oppure i sistemi di navigazione satellitare come il GPS (Global positioning system), che grazie ai segnali provenienti dai satelliti possono dirci non solo da che parte sta il nord, ma anche in quale punto esatto della Terra ci troviamo noi mentre stiamo navigando, volando o semplicemente andando in macchina.