bùssola (scienze)

Lessico

sf. [sec. XV; stessa etim. di bussola (sostantivo)].

1) Strumento per determinare una direzione o una posizione rispetto a dei precisi punti di riferimento largamente usato per l'orientamento geografico e la navigazione. Fig., norma direttiva del pensiero o dell'azione: perdere la bussola , smarrire il controllo di se stessi, uscire di senno.

2) In fisica, è chiamato bussola delle tangenti un sensibilissimo galvanometro ad ago mobile, usato anche in geofisica per la misurazione del componente orizzontale del campo magnetico terrestre. Per la bussola dei seni usata in geofisica, vedi magnetometro.

3) In botanica, piante-bussola , quelle con le foglie disposte verticalmente e con le facce rivolte una a E e l'altra a W per ridurre al minimo l'azione dei raggi solari e quindi la traspirazione e il consumo di acqua. In Europa ne è un esempio una comune infestante, Lactuca scariola.

Fisica: classificazione

Le bussole possono dividersi, a seconda del fenomeno fisico utilizzato, in magnetiche, solari, giroscopiche (per la bussola giroscopica e giromagnetica, vedi girobussolaper la bussola radioelettrica o radiomagnetica, vedi radiobussola).

Fisica: bussole magnetiche

Queste bussole sfruttano il magnetismo terrestre o i fenomeni da questo indotti . Si constata facilmente che un ago magnetico, sospeso per il proprio centro di gravità in un punto qualunque della Terra, si orienta in modo da risultare tangente (in assenza di campi magnetici estranei) alla linea di forza del campo magnetico terrestre che passa per il punto considerato. Nelle condizioni accennate, il piano verticale che contiene l'ago (piano del meridiano magnetico) forma, con quello del meridiano geografico nel punto, un angolo, chiamato di declinazione magnetica, che è funzione, generalmente nota con buona approssimazione, del punto considerato e del tempo. L'ago risulta anche generalmente inclinato, rispetto al piano orizzontale passante per il suo baricentro, di un angolo, denominato di inclinazione magnetica, variabile anch'esso da luogo a luogo e nel tempo. In una bussola magnetica, pertanto, l'ago viene a essere soggetto all'azione di una coppia verticale e di una coppia orizzontale; la prima fa spostare la punta dell'ago verso N nell'emisfero boreale e verso S nell'emisfero australe. Sfruttando tali fenomeni si sono realizzati vari tipi di bussola : A) Bussola di declinazione. In questa si elimina l'effetto della coppia verticale mediante un contrappeso o spostando il punto di sospensione dell'ago verso N (per l'emisfero boreale); in questo modo l'ago è libero di ruotare solo nel piano orizzontale e la sua disposizione indicherà il N magnetico. Una bussola siffatta consente, in qualunque punto della Terra, di risalire, attraverso la conoscenza del valore della declinazione, dall'orientazione dell'ago magnetico alla direzione del N geografico; attrezzata con idonei dispositivi per la determinazione dell'azimut geografico, consente di misurare il valore della declinazione magnetica. B) Bussola d'inclinazione. È munita di un ago magnetico ad asse orizzontale che, quando la bussola viene disposta in modo che l'asse dell'ago risulti normale al piano del meridiano magnetico, permette di misurare, sul cerchio graduato di cui lo strumento è dotato, l'inclinazione magnetica locale. C) Bussola terrestre. È una bussola di declinazione costituita da una scatola cilindrica di materiale diamagnetico, nel cui centro è poggiato l'ago su una puntina di acciaio iridiato; per convenzione il polo N dell'ago è colorato in azzurro. La bussola è attrezzata con una rosa dei venti che può essere fissa o mobile: nel primo caso è l'ago che fa da indice, nel secondo caso viene segnata sulla scatola una linea di riferimento. Viene utilizzata per l'orientamento geografico. D) Bussola da geologo o clinometrica. È una comune bussola d'orientamento dotata di un piccolo pendolo mobile sopra un settore circolare graduato: la bussola viene appoggiata sugli strati rocciosi di cui si vuole misurare la pendenza rispetto al piano orizzontale; il valore della pendenza risulta dalla posizione assunta dal pendolino clinometrico. E) Bussola a sospensione o per miniera. Serve nelle gallerie per indicare l'azimut di una direzione materializzata da un filo teso: la bussola viene sospesa al filo mediante un sistema cardanico in modo che il diametro 0º-180º del cerchio graduato, che è fisso, stia nel piano verticale del filo teso; la lettura eseguita in corrispondenza alla punta N dell'ago indica direttamente l'azimut della direzione individuata dalla fune di sospensione. F) Bussola topografica. Viene usata come goniometro per rilevamenti topografici speditivi o per esplorazioni geografiche; può essere di due tipi, a traguardi e a cannocchiale. Nella bussola di Kater, uno dei tipi più semplici di bussola a traguardi, il cerchio graduato, molto leggero, è solidale con l'ago magnetico: la lettura al cerchio si esegue attraverso un traguardo diametrale costituito da una pinnula obiettiva a fessura con filo centrale e da un prisma a riflessione totale che sostituisce la normale pinnula oculare. La bussola a cannocchiale, strumento più complesso, è simile a un tacheometro in cui, al posto del cerchio azimutale, vi è una bussola. G) Bussola nautica. La bussola per la navigazione è stato il primo strumento per l'orientamento, ideato in epoca imprecisata in Cina; fu introdotta in Europa nel sec. XII dagli Arabi, che ne appresero l'uso dai Cinesi, e diffusa e perfezionata, soprattutto dagli Amalfitani, durante il sec. XIV; l'attribuzione della bussola al navigatore amalfitano Flavio Gioia, di cui è dubbia anche l'esistenza, è dovuta a un'erronea interpretazione di un manoscritto del Rinascimento. La bussola nautica viene impiegata principalmente per la misura dell'angolo di prora, facendo riferimento all'elemento sensibile, alla linea di fede e alla rosa dei venti graduata. L'elemento sensibile è formato da un ago, oppure da un sistema di aghi equiorientati, che poggia, per mezzo di un adatto alloggiamento (cappelletto) su uno stelo ad asse verticale di metallo duro (punta di sospensione) e fissato sul fondo di un recipiente di forma cilindrica (mortaio); l'elemento sensibile può ruotare liberamente sulla punta di sospensione. La rosa è vincolata opportunamente all'elemento sensibile in modo che lo zero coincida con la polarità magnetica N dello stesso; sul mortaio, chiuso superiormente da un robusto vetro di protezione, è riportata, all'altezza della rosa, la linea di fede. Per ridurre al minimo l'attrito, il mortaio può contenere aria, oppure anche un liquido a basso punto di congelamento, a seconda che la bussola sia del tipo a secco oppure a liquido; il liquido, inoltre, smorza rapidamente le eventuali oscillazioni del complesso, per cui questo secondo sistema è il più usato. La bussola poggia su una colonna, spesso di legno, fissata al ponte e chiamata chiesuola; su di essa sono alloggiati gli organi preposti alla compensazione della bussola , che è in genere sospesa cardanicamente alla chiesuola, dotata di un coperchio superiore in ottone, detto cuffia, provvisto di portelle, che permettono la lettura della rosa anche quando la cuffia è a posto. In genere, la bussola magnetica di bordo è circondata da masse ferrose e quindi da campi magnetici estranei a quello terrestre, che interferiscono con l'azione di quest'ultimo. In tali condizioni, la bussola si orienta in una direzione (detta N bussola , in quanto relativa a quel determinato strumento in quella determinata situazione) che presenta, rispetto al N magnetico, un certo angolo, denominato deviazione. Per ridurre la deviazione si provvede disponendo la bussola in maniera opportuna e adottando appropriate misure, che prendono il nome di compensazione della bussola ; la deviazione della bussola si determina, e si corregge, durante l'esecuzione dei giri di bussola. La bussola impiegata dal timoniere per la condotta della nave viene detta bussola di rotta o di governo; sulle unità maggiori è inoltre presente la bussola normale, sistemata in modo da realizzare un'efficace compensazione; essa è quindi in grado di dare indicazioni più accurate e viene perciò impiegata, fra l'altro, per confrontare le indicazioni della bussola di rotta e delle altre eventuali bussole magnetiche di bordo. La bussola può essere impiegata anche per la misura dell'azimut (bussola azimutale), quando è sistemata in modo da coprire ampi settori visivi, ed è dotata di appositi strumenti (cerchi azimutali o rilevatori) per traguardare i punti prescelti. In genere, a bordo delle unità dotate di bussola normale, questa stessa bussola è sistemata e attrezzata in modo da poter consentire le misure azimutali. Quando invece vi sia un impianto dotato di girobussola, uno o più ripetitori di questa, sospesi cardanicamente in modo che la rosa risulti per quanto possibile orizzontale anche con mare mosso e sistemati in posizione opportuna, sono provvisti di rilevatore (ripetitori azimutali) . H) Bussola per aeromobili. La classica bussola magnetica è impiegata solo su aerei di modeste prestazioni, dato che gli scostamenti tra N magnetico e N geografico varierebbero troppo rapidamente nel caso di aerei notevolmente veloci con conseguente danno per la precisione della navigazione; inoltre una bussola magnetica è anche affetta da errori derivanti dal funzionamento delle apparecchiature elettriche di bordo e da variazioni di rotta e di velocità dell'aereo. Per tali motivi si preferiscono apparecchiature più elaborate (telebussole), installando l'elemento magnetico sensibile il più lontano possibile dalle eventuali cause di disturbo (per esempio nelle estremità alari o nella deriva), utilizzando un giroscopio per fornire un riferimento direzionale fisso e sistemando nel posto di pilotaggio un'apparecchiatura ripetitrice. Oltre alle telebussole, per l'orientamento sono ormai adottati radiobussole e sistemi inerziali; tuttavia la semplice bussola magnetica viene ancor oggi utilizzata come strumento per condizioni di emergenza.

Fisica: bussola a induzione

Questo tipo di bussola sfrutta la proprietà di un campo magnetico di indurre una corrente elettrica; infatti, una bobina di filo di rame, che ruota con velocità angolare uniforme attorno a un suo diametro (mantenuto orizzontale, per esempio, per mezzo di una sospensione cardanica), taglia le linee di forza del campo magnetico terrestre; essa diviene pertanto sede di una corrente indotta, che è funzione dell'angolo formato dall'asse della bobina con la direzione del N magnetico. La misura della corrente indotta permette di impiegare lo strumento come bussola.

Fisica: bussola solare

La bussola magnetica e quella giroscopica non sono più utilmente impiegabili in prossimità dei poli. In questi casi, tuttavia, l'orientamento e la navigazione possono essere effettuati ricorrendo alla bussola solare, costituita essenzialmente da un polarimetro (che consente di determinare il raggio polarizzato della luce solare) e da un cerchio azimutale. L'osservatore, dopo avere regolato la bussola solare in base alla propria latitudine, alla declinazione e all'angolo orario del Sole, può determinare la direzione del N geografico sul cerchio azimutale traguardando l'astro con il dispositivo ottico di cui è provvisto lo strumento, o individuandone la posizione nel cielo per mezzo di altri dispositivi. Oltreché al Sole, si può fare ricorso a un altro astro opportunamente scelto; per tale motivo gli strumenti di questo tipo sono chiamati anche astrobussole.