Lo studio del campo magnetico terrestre

Nel XIX secolo gli astronomi studiavano anche il magnetismo terrestre.
Nel 1830 vennero eseguite a Brera una serie di misurazioni che avevano lo scopo di determinare l’inclinazione del campo magnetico sul piano orizzontale.
Lo strumento utilizzato per questo scopo (Figura 17) era dotato di un ago magnetico che poteva ruotare in un piano verticale, invece che orizzontalmente come nelle comuni bussole; l’angolo di inclinazione dell’ago veniva letto su un cerchio graduato di ottone.

Nel 1835 l’Osservatorio partecipò a una campagna internazionale, promossa dal famoso fisico e matematico Karl Friedrich Gauss, dedicata alla misurazione delle variazioni geografiche e temporali del campo magnetico terrestre.
Lo strumento usato per queste misure, un declinometro magnetico acquisito dall’osservatorio di Vienna (Figura 18), è in sostanza una versione ingrandita di una bussola di precisione.
Consiste di una grossa barra di ferro magnetizzato (lunga circa 60 cm) sospesa a un sottilissimo filo di seta (lungo circa 2 m), in modo che possa ruotare liberamente per disporsi nella direzione del Nord magnetico.

A una estremità della barra è fissato un piccolo specchio che serve per misurarne l’orientazione (Figura 19).
A pochi metri di distanza dallo strumento è posto un piccolo telescopio con reticolo a croce puntato verso lo specchietto della barra; sotto il telescopio, ortogonalmente alla direzione della barra, è posta una scala graduata.
L’operatore leggeva la tacca della scala graduata, riflessa nello specchio della barra, che corrispondeva al centro del reticolo del telescopio; da questa misura si poteva ricavare con precisione l’orientazione (Figura 20) della barra.

Per eliminare ogni possibile disturbo causato da correnti d’aria, la barra è contenuta in una scatola cilindrica di legno completamente chiusa, sul cui lato è presente un grosso foro (pure chiuso da una finestrella di vetro) per permettere la visione dello specchietto della barra magnetica; anche il filo che regge la barra è chiuso entro un tubo di vetro della lunghezza di circa 2 m.
Le misure erano ripetute tutti i giorni quattro volte al giorno, tranne in giorni prefissati (una volta al mese) in cui, per studiare le variazioni a corto periodo del campo magnetico, le misure erano effettuate ogni cinque minuti.
La campagna di misurazioni magnetiche durò per diversi decenni, fino all’inizio del XX secolo; uno dei risultati ottenuti fu la dimostrazione che esiste una correlazione tra le variazioni del campo magnetico terrestre e il ciclo undecennale dell’attività solare.