orologio

orologio

orològio [Der. del lat. horologium, dal gr. horológ✄ion "che dice l'ora", comp. di hóra, lat. hora, "ora" e del tema di légo "dire"] [MTR] Strumento che misura il trascorrere del tempo del giorno, graduato in ore, minuti e secondi, e anche, se provvisto di datario, il trascorrere del tempo del-l'anno in giorni della settimana, giorni del mese e mesi; oggi è un dispositivo meccanico (o. meccanico a bilanciere oppure a pendolo) o elettromeccanico (o. elettrico e o. piezoelettrico o a quarzo); ha avuto nel passato varie realizzazioni (o. solare, ad acqua, a discesa di pesi, ecc.). Tutte queste realizzazioni erano o sono basate sul criterio di valutare il trascorrere del tempo sul ritmo di un qualche fenomeno molto regolare per sua natura (il movimento del Sole sulla volta celeste, le oscillazioni di un oscillatore meccanico o elettrico o elettronico) o regolarizzato in qualche modo (il fluire di una corrente d'acqua, la discesa frenata di pesi, ecc.); da questo fenomeno regolare o regolarizzato si ricava il movimento di una serie di organi, per lo più rotismi, terminanti, negli o. analogici, con la rotazione di lancette che indicano su uno o più cerchi graduati (quadranti) la misura delle ore e dei minuti (sempre), dei secondi (molto spesso), il giorno della settimana e del mese (spesso), la fase della Luna (talora), l'anno (raram.); negli o. elettrici ed elettronici i rotismi sono assai ridotti e le indicazioni sono date, oltre che in forma analogica, con lancette su quadranti, anche, o talora soltanto, in forma numerica (o. digitali o numerici, molto frequenti, per es., come grandi o. a uso pubblico). ◆ [MTR] O. a bilanciere: realizzato da C. Huygens nel 1674 (lo scappamento ad ancora è però di T.B. Madge, 1665, inizialmente per o. a pendolo), ha costituito il tipo di o. meccanico universalmente usato nei tempi moderni e ha tuttora una parte molto importante. È costituito (v. fig.) dalle seguenti parti principali: (a) il motore, che ha il compito di mantenere in moto il rotismo; la forza motrice è fornita da una molla a spirale, fissata con il suo estremo interno a un albero e con quello esterno a una capsula (bariletto), entro cui è contenuta; (b) l'oscillatore a bilanciere costituito da una massa oscillante (volano) collegata a una molla a spirale che a un'estremità è unita al mozzo del volano e all'altra estremità a un punto fisso; ogni spostamento del sistema fa rotare il volano che, richiamato dalla molla, compie delle oscillazioni intorno alla sua posizione d'equilibrio (nei comuni o. portatili il bilanciere compie generalmente 150 oscillazioni complete al minuto); lo smorzamento delle oscillazioni è compensato dagli impulsì dello scappamento; la molla, anziché a spirale piana, può essere a spirale cilindrica (così è, per es., nei migliori cronometri), forma che risponde meglio all'isocronismo; per rendere il periodo d'oscillazione indipendente dalla temperatura, i bilancieri si fanno di invar oppure si realizza la corona del volano con una lamina bimetallica; per sottrarre sia il volano che la molla a influenze di campi magnetici, si adoperano nella costruzione di tali organi materiali amagnetici; (c) lo scappamento, o meccanismo distributore, che ha il compito sia di regolarizzare, sotto il controllo dell'oscillatore, il moto intermittente dei rotismi e quindi degli indici, sia di cedere all'oscillatore un impulso che lo mantenga in moto sopperendo alla dissipazione di energia per gli inevitabili attriti; sono stati relizzati diversi tipi di scappamento, ma il più usato è lo scappamento ad ancora, costituito da una forchetta (ancora) che, messa in oscillazione per mezzo di un braccio, arresta a intervalli regolari il moto della ruota cui sono collegati i rotismi degli indici (ruota di scappamento), così da trasformarlo in moto intermittente; per ogni oscillazione completa del bilanciere, lo scappamento effettua una rotazione corrispondente a un passo della sua dentatura; (d) rotismi che, azionati dal rotare dello scappamento, determinano la rotazione delle varie lancette (delle ore, dei minuti e dei secondi) sui relativi quadranti e, eventualmente, di altri indicatori (data, ecc.); per ottenere un'elevata regolarità di marcia occorre ridurre gli attriti ed è quindi di fondamentale importanza ottenere una perfetta lavorazione delle ruote dentate e provvedere i perni di queste di alloggi di acciaio o di pietre dure (spec. rubini); (e) il meccanismo di caricamento, che serve per somministrare energia al motore riavvolgendo la molla su sé stessa; tale operazione si compie facendo rotare, mediante una chiave o, più spesso, una piccola corona zigrinata, un albero (albero di carica) che a sua volta fa rotare, tramite ruote dentate, l'albero della molla oppure quello del tamburo; negli o. da tasca e da polso tale organo (remontoir) è fatto generalm. in modo da comandare anche lo spostamento degli indici, mediante lo scorrimento del-l'albero di carica lungo il proprio asse, per impegnare o il meccanismo di carica o quello di manovra degli indici; (f) esistono poi meccanismi accessori per vari scopi, quale la ricarica elettrica e l'azionamento di una soneria. ◆ [STF] [MTR] O. ad acqua: grandi o., spesso a uso pubblico, noti da tempi anche molto antichi e, pare, inventati dai Cinesi, costituiti, come principio di base, da un meccanismo a rotismi e un indicatore simile agli attuali dei grandi o. meccanici da torre, azionati dalla corrente d'acqua alimentata da un serbatoio mantenuto automaticamente (sistema galleggiante-valvola) a livello costante e quindi di velocità, portata e forza motrice sensibilmente costanti; di o. del genere, ovviamente di andamento e precisione non eccelsi, se ne sono costruiti fino a questo 20° sec. (uno si trova nel parco pubblico della villa Borghese di Roma). ◆ [STF] O. a diapason: o. elettrico (propr., elettromeccanico) che usa come oscillatore un diapason intrattenuto elettromagneticamente in oscillazione permanente (questo sostituisce lo scappamento degli o. meccanici); la conversione del moto vibratorio del diapason nel moto rotatorio occorrente per azionare gli indici viene realizzata applicando a uno dei rebbi del diapason due leggerissimi risalti che, impegnandosi con una ruota a denti di sega, la fa avanzare di un dente a ogni vibrazione. Sono stati realizzati (1960) o. a diapason da polso in cui il diapason, intrattenuto in oscillazione mediante un transistore, vibra con la frequenza di 360 Hz e l'energia è fornita da una minuscola pila a mercurio. Negli o. non da polso, che peraltro hanno oggi scarsa rilevanza, il diapason fa parte di un oscillatore elettronico vero e proprio (generalm. a frequenza più elevata che per il caso precedente), i cui segnali sono amplificati per comandare un o. elettrico con motorino sincrono, oppure un contatore elettronico. ◆ [STF] [MTR] O. a discesa di pesi: o. meccanici da torre e da campanile (il primo in Italia, e uno dei primi in Europa, fu realizzato a Milano nel 1339 per la chiesa di S. Eustorgio); erano azionati dalla discesa di pesi nell'interno della torre, rallentata e regolarizzata in quanto la fune dei pesi era avvolta su una ruota-volano provvista di ventole d'attrito aerodinamico; sin dal-l'inizio furono provvisti di martelletti che, azionati dall'o. medesimo, "battevano" le ore. Questi o. hanno avuto una grande importanza, mediante i loro segnali orari, nel far decadere dall'uso le precedenti ore, non uguali tra loro, legate ai ritmi liturgici del giorno (cosiddette ore canoniche) a favore delle ore di uguale durata segnate da essi (→ ora: Storia delle o. in Italia). ◆ [STF] [MTR] O. a fiamma: dispositivo, da considerare una sorta di clessidra, più che un o., costituito da una candela provvista di segni o intacche a distanza corrispondente alla quantità che se ne consumava ogni ora; talora, v'era una cordicella che teneva una campanella in posizione quasi orizzontale e veniva legata sulla tacca corrispondente all'ora , per es., della sveglia, per modo che, raggiunta dalla fiamma, si rompeva e la campanella, resa libera e oscillando, squillava. ◆ [MTR] O. a pendolo: o. meccanico che usa come oscillatore un pendolo (la fig. mostra lo schema di tale oscillatore), seguito da meccanismi non differenti da quelli di un o. a bilanciere (salvo le dimensioni, che in genere sono maggiori); per un corretto funzionamento, occorre ovviamente che il pendolo possa oscillare in un piano verticale. Dall'epoca della sua realizzazione (fine del '500) è stato il più diffuso o. di prestigio da appartamento, caratteristica che ha tuttora; notevole fu anche la sua importanza nell'ambito astronomico, per la quale applicazione fu dotato di vari artifici per assicurare la massima regolarità di marcia e la massima accuratezza (v. oltre: O. astronomico). ◆ [MTR] O. a peso: o. meccanico in cui la forza motrice è fornita da una massa che scende per effetto della gravità ed è applicata al-l'estremità di una corda avvolta su un tamburo; oggi si tratta di o. da torre con oscillatore a pendolo e in genere a ricarica elettrica, ottenuta mediante un motore elettrico che riavvolge la corda sul suo tamburo. ◆ [MTR] O. a quarzo: lo stesso che o. piezoelettrico (v. oltre). ◆ [STF][MTR] O. a stillazione: particolare tipo di o. ad acqua, azionato non da una corrente d'acqua ma dallo stillare di acqua dall'orifizio di un serbatoio. ◆ [ASF] O. astronomico: o. per misurare il tempo nell'astronomia, principalmente per misurare l'istante del passaggio di astri (in primis il Sole) al meridiano del luogo e come tale complemento indispensabile del telescopio meridiano; è richiesta la massima accuratezza possibile nella lettura e la massima regolarità dell'andamento. Nel passato gli o. erano a pendolo (v. sopra), con tutti gli accorgimenti possibili, i principali dei quali erano l'uso di un pendolo compensato termicamente per mantenerne invariabile la lunghezza e il contenimento in una cassa tenuta a pressione e temperatura costanti per regolarizzare il comportamento dei meccanismi e dei lubrificanti; restava peraltro il non semplice problema dell'usura dei meccanismi, che introduceva una certa variabilità, sia pure a lungo periodo, dell'andamento; si passò così all'uso generale di o. piezoelettrici (v. oltre), intorno al 1930; ora si usano o. atomici (v. oltre), in genere campioni secondari di frequenza a cesio, che sono continuamente controllati sia mediante osservazioni astrometriche, sia mediante i segnali di tempo emessi dalla rete mondiale che distribuisce e governa il tempo universale coordinato. ◆ [MTR] O. atomico: denomin. corrente, anche se impropria, di campioni primari di frequenza costituiti da un oscillatore maser (moser) seguito da divisori di frequenza, analogamente agli o. elettronici in genere. Il primo o. di questo genere fu realizzato nel 1948 da H. Lyons nei laboratori del National Bureau of Standards degli SUA e si basava su un maser ad ammoniaca (v. maser: III 624 d); attualmente ve ne sono di vari tipi (v. frequenza, campioni di), tra i quali quello che è alla base della vigente definizione del secondo e che è anche il più usato nella metrologia pratica, l'o. a cesio: v. frequenza, campioni di: II 767 e. ◆ [MTR] O. elettrico, o, talora, elettromeccanico: (a) o. meccanico in cui appositi elettromagneti automaticamente eccitati provvedono a dare energia all'oscillatore, per compensare le perdite per attrito, sia comunicando impulsi al pendolo, sia facendo risalire il peso motore, sia ricaricando la molla motrice di un o. a bilanciere; (b) o. basato su un oscillatore elettromeccanico, per es. un diapason intrattenuto elettromagneticamente (o. a diapason: v. sopra), o un oscillatore piezoelettrico a cristallo di quarzo (o. piezoelettrico o a quarzo: v. oltre); l'oscillatore aziona direttamente oppure tramite appositi elettromagneti i rotismi che fanno capo all'indicatore, che può essere sia analogico, a lancette e sfere, sia numerico, a pannelletti mobili mossi da elettromagneti; (c) nome dato correntemente, anche se non propr., agli indicatori analogici o numerici, pilotati, anche in gruppo, da un o. elettrico centrale (o. pilota), da riguardarsi quindi come o. ripetitori. ◆ [MTR] O. elettronico: nome corrente di un o. elettrico che utilizzi, in maggiore o minore misura, dispositivi elettronici; sono di questo tipo gli o. elettrici, sia a diapason che piezoelettrici, che hanno dimensioni non maggiori di quelle dei normali o. da polso, usati appunto come o. da polso oppure incorporati in altri sistemi (agende elettroniche, calcolatrici, ecc.). ◆ [BFS] O. endogeno: sorta di regolatore interno dell'organismo che adatta quest'ultimo ai ritmi naturali dell'ambiente terrestre e di cui si ipotizza l'esistenza per spiegare come tale regolazione periodica si conservi, pressoché inalterata, anche in periodi di assenza di azione specifica dell'ambiente esterno: v. oscillazioni biologiche: IV 328 f. ◆ [RGR] O. gravitazionale: v. costanti fisiche fondamentali, variabilità delle: I 812 d. ◆ [MTR] O. meccanico: generic., o. costituito da meccanismi e azionato da energia meccanica, per es. anche i vecchi o. a discesa di pesi (v. sopra); attualmente, questo tipo di o. è basato su un oscillatore meccanico, che può essere un pendolo (v. sopra: O. a pendolo) o un sistema bilanciere-molla (v. sopra: O. a bilanciere). ◆ [MTR] [ASF] O. notturno: nome di un dispositivo, derivato dal sestante, per valutare l'ora di notte in base all'altezza di determinate stelle: → notturlabio. ◆ [MTR] O. piezoelettrico: o. elettronico basato su un oscillatore piezoelettrico, a cristallo di quarzo, con frequenza compresa fra qualche kHz e qualche MHz; l'oscillazione del quarzo viene demoltiplicata in frequenza mediante una catena di divisori elettronici di frequenza; a questa segue un dispositivo integratore, od o. propr. detto, che può essere un motorino elettrico sincrono azionante, attraverso adatti rotismi, lancette indicatrici (v. fig.) oppure, più spesso, un'indicatore numerico pilotato da divisori elettronici di frequenza combinati con circuiti elettronici di conteggio, analoghi a quelli usati nei contatori elettronici. Il cristallo piezoelettrico è normalmente un cristallo di quarzo, donde la denomin. di o. a quarzo. Per qualche tempo, e precis. tra il 1930 e all'incirca il 1960, epoca della generale adozione degli oscillatori a maser (v. sopra: O. atomici), questi o. hanno costituito anche campioni primari e secondari di frequenza, per i quali si ricorreva a particolari accorgimenti volti a migliorare la regolarità e l'accuratezza (termostatazione, installazione antitrepidativa, ecc.); per la loro semplicità, accuratezza e facilità di realizzarli anche in piccolissime dimensioni, sono peraltro tuttora largamente usati come "o. locali" (ingl. clock) in molti dispositivi in cui occorrono accurati e stabili segnali temporali (calcolatori elettronici, frequenzimetri elettronici, ecc.). La forma e il taglio del cristallo hanno una notevole importanza sulla stabilità meccanica (invecchiamento) e termica; normalmente la forma è a lamina, ma in o. di grande precisione si usano anche cristalli ad anello a sezione rettangolare o a sbarra a sezione rettangolare o quadrata; per migliorare la stabilità termica, assai spesso, anche in o. non speciali, il cristallo è mantenuto a temperatura costante, in un piccolo termostato. ◆ [STF] [MTR] [ASF] O. solare: altro nome di una meridiana quando sia usata per indicare. oltre che il mezzogiorno solare, anche le ore del giorno: → meridiana. ◆ [FAF] O. standard: v. spazio e tempo: V 444 d. ◆ [MTR] Andamento di un o.: l'andamento nel tempo della correzione dell'o., la cui quasi costanza è un buon indice della qualità di un orologio. ◆ [MTR] Correzione dell'o.: la differenza tra l'istante indicato da un o. e l'istante vero (o più attendibile, per es., quello di un radiosegnale orario), quindi positiva oppure negativa a seconda che l'o. avanzi oppure ritardi; sottratta dall'istante indicato, dà l'istante vero: v. catalogo fondamentale: I 521 b. ◆ [MTR] Marcia di un o.: lo stesso che andamento dell'o. (v. sopra).