Orologio

4.1

Orologi a pendolo

Una serie di invenzioni, nel XVII e nel XVIII secolo, migliorò la precisione degli orologi e ne ridusse il peso e l’ingombro. L’isocronismo delle oscillazioni del pendolo, descritto da Galileo nel XVI secolo, permise al fisico olandese Christiaan Huygens di realizzare nel 1657 il primo orologio basato su tale principio. Nel 1667 l’inglese Robert Hooke inventò un tipo di scappamento, poi perfezionato dall’orologiaio George Graham, che consentiva di fabbricare pendoli con piccole oscillazioni.

4.2

Orologi portatili

La costruzione di orologi portatili divenne possibile dopo l’introduzione, avvenuta in Italia verso il 1450, del motore a molla, una molla a spirale piana che, dopo essere stata caricata, forniva l’energia necessaria ad azionare il meccanismo. I primi orologi da tasca, soprannominati per la loro forma “uova di Norimberga”, furono costruiti con ogni probabilità dall’orologiaio tedesco Peter Henlein intorno al 1510. Nel 1525 a Praga l’orologiaio Jacob Zech inventò la fusella (o conoide), un dispositivo che regolarizzava l’azione della molla motrice. Altri significativi perfezionamenti furono la molla a spirale del bilanciere, inventata intorno al 1660 da Robert Hooke, e lo scappamento ad àncora, inventato nel 1765 dall’inglese Thomas Mudge.

Nel XVII secolo comparvero le lancette dei minuti e dei secondi e il vetro di protezione del quadrante; nel XVIII secolo furono introdotti i “rubini”, i cuscinetti di pietra dura che riducono l’attrito dei perni nei fori, prolungando così la vita dell’orologio.

Nei secoli che precedettero la fabbricazione a macchina delle singole parti di un orologio occorreva un’abilità artigianale di altissimo livello per costruire strumenti precisi e resistenti. Per controllare l’attività e l’apprendistato degli orologiai sorsero quindi organizzazioni locali di artigiani, come la Corporazione degli orologiai di Parigi (1544). La corporazione inglese Clockmakers’ Company, fondata a Londra nel 1630, esiste tuttora. Anche in Olanda, in Germania e in Svizzera lavorarono bravissimi orologiai, la cui produzione era famosa per bellezza e perfezione meccanica.

I primi orologi portatili erano scatolette di forma cilindrica o sferica, e venivano appesi alla cintura o tenuti in tasca. Gli orologi da polso nacquero quando le dimensioni dei componenti lo consentirono, ovvero verso la fine dell’Ottocento, contemporaneamente alle prime produzioni in serie. A partire dal XVIII secolo l’attività degli orologiai svizzeri, localizzata inizialmente nel cantone di Giura e costituita da piccole manifatture familiari, iniziò ad acquistare importanza a livello mondiale, fino a diventare un’industria di grandi dimensioni.

4.3

Orologi ornamentali

L’orologio, oltre che uno strumento utile, era anche un importante manufatto ornamentale e artistico. Molti orologi del passato erano decorati con incisioni raffinate; gli orologi da torre dell’Europa tardo-medievale azionavano sofisticati movimenti di statue di santi o figure allegoriche. Intorno al 1730 nella Foresta Nera, in Germania, cominciò la produzione degli orologi a cucù, tuttora popolari, nei quali un uccellino di legno scolpito usciva dalla cassa “cantando” l’ora. Anche l’orologio a pendolo da pavimento ha mantenuto il medesimo aspetto di quando le sue ruote dentate venivano fabbricate a mano: è ancora un orologio ornamentale di grande fascino, caratterizzato da un alto mobile in cui trovano posto la scatola della meccanica, nella parte superiore, oltre al pendolo e al peso, ben visibili nella parte inferiore.

5

L’orologio elettrico

L’orologio elettrico fu inventato negli Stati Uniti agli inizi del Novecento da E. Warren, che convinse i produttori di energia elettrica a regolare con precisione la frequenza della corrente alternata erogata, in modo da poter usare motori sincroni per azionare gli orologi. Nel 1921 l’invenzione del pendolo libero di Shortt, installato per la prima volta presso l’osservatorio di Edimburgo, rese possibile la costruzione di un orologio la cui precisione fu superata soltanto nel 1929, con la realizzazione dei primi orologi al quarzo. L’orologio atomico al cesio fu costruito in Inghilterra nel 1955.

Gli orologi da polso elettrici comparvero sul mercato nel 1957, seguiti nel 1959 da un orologio elettronico che aveva un piccolo diapason al posto del tradizionale scappamento a bilanciere, e usava una pila per alimentare un circuito oscillante transistorizzato.

Agli anni Settanta risale l’introduzione degli orologi digitali con quadrante a LED o a cristalli liquidi. In entrambi i tipi di orologi, un cristallo di quarzo controlla le oscillazioni della corrente elettrica, la cui frequenza viene ridotta a valori utili per la misurazione del tempo.

I progressi della metallurgia e di diversi altri settori scientifici hanno portato a sensibili miglioramenti in tutti i tipi di orologio. Le molle degli orologi meccanici sono oggi realizzate con metalli infrangibili e inossidabili; pietre sintetiche hanno sostituito le pietre dure nella fabbricazione dei cuscinetti e le casse sono a tenuta di polvere e di umidità.

I primi orologi elettrici per uso domestico erano orologi meccanici da parete o da tavolo, con scappamento a bilanciere, azionati da un piccolo motore elettrico sincrono alimentato a pila. Quelli attuali sono invece azionati da un minuscolo motore a pila che ruota con periodo costante e quindi è privo di scappamento.

6

L’orologio al quarzo

Messo a punto nel 1929, l’orologio al quarzo è dotato di un circuito elettronico che sfrutta l’effetto piezoelettrico di un cristallo di quarzo, oscillante a 100.000 Hz (hertz, o cicli al secondo), per regolare la frequenza della corrente elettrica fornita dalla pila. Negli orologi analogici gli impulsi di corrente scanditi dal cristallo fanno girare le lancette, mentre in quelli digitali eccitano i cristalli liquidi o i LED (diodi a emissione di luce) corrispondenti ai numeri del quadrante. Gli orologi al quarzo sono molto più precisi di ogni altro (esclusi gli orologi atomici): quelli di buona qualità possono arrivare a un errore di un secondo in dieci anni.