Apparecchio di Fresnel

Descrizione e caratteristiche fisiche

L'apparecchio di Fresnel serve a mostrare la doppia rifrazione (birifrangenza) che si sviluppa nel vetro sottoposto a compressione meccanica, noto oggi come effetto fotoelastico. Questo effetto si può manifestare infatti in sostanze vetrose sotto varie condizioni (tempera, sollecitazioni meccaniche, riscaldamento, ecc). 

L'apparecchio è sorretto da una colonna telescopica di ottone  poggiata su un treppiede di ghisa verniciata. Su un sostegno orizzontale sono montati una morsa contenente il vetro, due colonnine laterali con degli specchi riflettenti, un'altra colonnina con l'apparato ottico (prisma di Nicol) e uno sgabellino (mancante) per poggiare una sorgente luminosa. La morsa è composta da un contenitore  di ottone di forma rettangolare sormontato da una manovella a vite per comprimere il vetro. Gli specchi riflettenti montati sulle due colonnine laterali possono essere orientati con un sistema a quattro viti. Mandando un fascio di luce sul vetro compresso si osserverà attraverso il prisma di Nicol il fenomeno della birifrangenza. Il fascio di luce si sdoppierà in due raggi polarizzati perpendicolarmente con diverso indice di rifrazione. Gli specchi riflettenti servono a far passare più volte il fascio attraverso il vetro, per aumentare la divergenza dei due raggi.

Lo strumento è firmato J. Duboscq à Paris.

Notizie storiche e uso dello strumento

Nella scoperta dell'effetto fotoelastico (birifrangenza) nel vetro almeno tre scienziati, il fisico francese François Jean Dominique Arago (1786 - 1853), il fisico estone Thomas Johann Seebeck (1770 - 1831) e il fisico inglese Sir David Brewster (1781 - 1868), hanno avuto un ruolo importante. Arago fu il primo a osservare la birifrangenza nel vetro. Seebeck è stato il primo a studiare sistematicamente la birifrangenza in campioni di vetro di differente forma e con differenti trattamenti termici. Brewster ha iniziato le sue indagini dopo, ma ha trattato il fenomeno in modo più  approfondito. Tuttavia, la priorità alla scoperta dell'effetto fotoelastico nel vetro è da attribuire a Seebeck (Aben, 2007).

Lo strumento è stato denominato "Apparecchio di Frenel" dal costruttore di strumenti francese François Soleil, grand père, (? - 1846). Probabilmente, fu il fisico francese Agustin Jean Fresnel (1788 - 1827), con in quale Soleil aveva istaurato un ottimo rapporto di collaborazione (Brenni, 1996), a indicare come costruire questo apparecchio. 

Nella Registro Blaserna (1863-1871), nella nota "N° 106. Nota di J. Duboscq a Parigi." è riportato: "App. Fresnel, morsa e specchio ...............................180". 

Interventi

Rimozione a secco della polvere con pennelli a setola morbida. Pulitura delle superfici con etere di petrolio.

Bibliografia & sitografia

• Aben H. (2007). On the role of T. J. Seebeck in the discovery of the photoelastic effect in glass. Proc. Estonian Acad. Sci. Eng., 13(4): 283-294

• Boato G. & Bruzzaniti G. (1993). Strumenti nella Fisica dell'Ottocento, Sagep Editrice, Genova, pag. 105

• Brenni P. (1996). 19th Century French Scientific Instrument Makers. XIII: Soleil, Duboscq, and Their Successors. Bulletin of the Scientific Instrument Society, 51:7-16

• Duboscq J. Maison (1885). HISTORIQUE & CATALOGUE DE TOUS LES INSTRUMENTS D'OPTIQUE SUPÉRIEURE APPLIQUÉS AUX SCIENCES ET A L'INDUSTRIE, Paris, pag. 73 | www.sil.si.edu/DigitalCollections/trade-literature/scientific-instruments/pdf/sil14-51748.pdf

• WikipediA: Augustin-Jean Fresnel | it.wikipedia.org/wiki/Augustin-Jean_Fresnel

• WikipediA: François_Arago | it.wikipedia.org/wiki/François_Arago

• WikipediA: Thomas Johann Seebeck | it.wikipedia.org/wiki/Thomas_Johann_Seebeck

• WikipediA: David Brewster | it.wikipedia.org/wiki/David_Brewster

• YouTube: AZ Geology, Double Refraction in Calcite | youtu.be/MoZar-gCj3E