BOLOMETRO

 BOLOMETRO La parola bolometro deriva dal greco è significa misura del raggio. Il termine fu coniato dallo stesso inventore Samuel Pierpoint Langley  che oltre a essersi dedicato a studi avionici ha progettato questo geniale strumento in grado di misurare il calore, redando anche un documento che ne sottolinea le caratteristiche principali.  A evidenza dell'importanza di tale scoperta fu anche prodotto dagli Stati Uniti un francobollo in onore dell'astronomo. Lo strumento è costituito da un insieme di elementi  in grado di misurare la potenza di un'onda infrarossi incidente. Questa misurazione è resa possibile grazie alle capacità dei materiali  che lo compongono in particolare di alcuni elementi chimici ( semiconduttori degeneri  )che possiedono una sensibilità maggiore all'esposizione al calore. Utilizzando infatti una variazione di temperatura che provoca a sua volta una variazione di resistenza è possibile arrivare alla misurazione dell'intensità di corrent

 

 Il primo bolometro non trova riscontro in un brevetto ma bensì è possibile allegare un  manuale di presentazione scritta dallo stesso ideatore. All'interno di essi vengono spiegati oltre all'anatomia dello strumento anche il motivo del suo nome e alcune caratteristiche principali. https://archive.org/details/bolometerlangley00langrich/page/n3/mode/2up Riguardo invece a sue evoluzioni è possibile ad esempio osservare il brevetto del bolometro superconduttore che migliora le sue velocità di ottenimento della misurazione e la sua sensibilità https://patentimages.storage.googleapis.com/4e/88/8b/5e2ab36754edca/US5090819.pdf

 Osservando in rete è possibile visionare alcuni articoli su giornali del passato che evidenziano alcune esposizioni dell'innovazioni compiute sullo strumento. Pensando a una pubblicità riguardo al primo bolometro il punto di forza principale è  la possibilità di vedere ciò che agli occhi non è visibile. Questo sarebbe potuto essere un punto  capace di colpire le persone. Nonostante ciò è evidente come questo strumento nel mondo del passato e nelle modalità in cui era stato progettato sarebbe stato rivolto comunque a una clientela più tecnica.

 Nelle mie ricerche non è stato possibile trovare  un riscontro effettivo del bolometro all'interno di un fumetto. Per questo motivo ho deciso di inserire la pagina che segue. Nella vignetta vi è l'utilizzo della tecnologia infrarossi la stessa che è oggetto di studio del bolometro. Icon 1 e la squadra alfa n°1

 Per l'utilizzo dello strumento è necessario avere a propria disposizione una sorgente di corrente. Una volta che lo strumento viene alimentato si può procedere con il puntare la lamina atta all'assorbimento delle onde elettromagnetiche che negli strumenti più moderni coincide con un'antenna rivolta verso la direzione da cui si vuole captare il segnale. A seconda del tipo di strumento si riceverà una risposta differente. I primi bolometri avevano come risposta l'intensità di una corrente che in seguito a successive elaborazioni poteva portare alla potenza ricevuta. In seguito all'evoluzione dello stesso è della tecnologia nei moderni strumenti è possibile vedere direttamente il valore della potenza sullo schermo. 

  INFRAROSSI Interessante notare l'aumento dell'utilizzo della parola infrarossi coincida con il periodo della seconda guerra mondiale in seguito allo sviluppo dei primi visori notturni. Questa parola rimane comunque nella sua fase più alta a seguito dell'utilizzo di queste tecnologie anche in ambito medico. ASTRONOMIA Parola maggiormente utilizzata nel passato ma che comunque mantiene una buona percentuale anche nei testi attuali.

  PRESENTE : Cellulare. In questo momento così difficile mi aiuta a tenere i rapporti con i miei amici, Rappresenta sfortunatamente i momenti di svago con i miei amici e si sostituisce al tavolo del bar. PASSATO  : La mia divisa. Questo oggetto mi ricorda i momenti più emozionanti della mia gioventù passati insieme ai miei amici a giocare allo sport che più mi piace il calcio. FUTURO : La mia valigia. Essa ormai vuota da molto tempo mi fa sperare in nuovi viaggi, nuove amicizie e nuove sfide da incontrare durante il mio futuro 

 Non si trovano norme che regolano i primi esemplari di questo strumento. E' però possibile visionare alcune norme legate a suoi successori più recenti come quelle a seguito citate  che regolano l'utilizzo dello strumento sono le seguenti emanate dall'EMC (European Communities Electromagnetic Compatibility): EN55011:1991 (Group 1, Class A) EN50082-1:1992  Le presenti Norme, relativa alle prescrizioni sull'immunità ai disturbi elettromagnetici compresi nella gamma di frequenze da 0 Hz a 400 GHz.

Il primo costruttore della macchina è lo stesso progettista  ALLEGHENY OBSERVATORY Di seguito sono elencati alcuni costruttori di bolometri moderni  OPTRIS BOONTON GIGA-TRONICS OPTOTHERM Y

  1987 :Progettazione dello strumento e successiva realizzazione da parte di Langley 400  : Distanza dell'animale captato attraverso lo strumento da Langley 6.0x10-14 :Potenza minima rilevabile in W/Hz^0.5 da un bolometro monolitico al Si 40   : Tempo di risposta del bolometro composito(ms)

 SILICIO DROGATO In alcuni bolometri viene utilizzato nei contatti termici e elettrici il Silicio drogato con particelle di Arsenico. Il drogaggio è un processo mediante il quale si vanno ad inserire all'interno del reticolo di un materiale degli atomi di un altro al fine di modificarne alcune proprietà. Nel nostro caso specifico si tratta del Silicio. Esso appartenente alla categoria dei semiconduttori viene drogato attraverso l'inserimento di Arsenico che permette di modificarne le caratteristiche di resistenza elettrica. Il risultato è un semiconduttore degenere. Il processo mediante cui avviene questo drogaggio prende il nome di impiantazione ionica . Essa consiste nell'introdurre degli ioni all'interno di un solido.

A stronomia B olometro C alore D irezione E nergia F isica G rafene H arvard I rraggiamento L uce M icroonde N asa O sservatorio P articelle Q uantità R aggio S pettro elettromagnetico T emperatura U ltravioletto V olt Z affiro

  STRATO ASSORBENTE Sottile film presente con la funzione di assorbire la radiazione inizialmente nel primo bolometro costituito da una sottile pellicola di nerofumo, successivamente poi sostituita nelle versioni successive come da sottili pellicole di bismuto o di silicio. SUBSTRATO Nella parte inferiore alla sottile pellicola si sviluppa un substrato variabile a seconda della frequenza delle onde da misurare e della velocità con cui si vuole avere la misurazione. Materiali utilizzati per questo elemento sono zaffiro e diamante che permettono attraverso le loro caratteristiche una capacità bassa e un assorbimento molto ridotto che permette la creazione di aree più grandi di esposizione senza eccessive perdite di potenza.  TERMOMETRO Per la creazione del termometro che avviene mediante la misurazione di una corrente e della sua resistenza si utilizzano solitamente dei semiconduttori come il Germanio.  Nell'immagine che segue è visibile una schematizzazione di un esempio di bolometr

Il bolometro è presente all'interno del film Predator(1987) Il riferimento alla scena è  https://www.youtube.com/watch?v=OW1gGDbO_1U&ab_channel=SluffAdlin

Immagine simbolo del nuovo bolometro a grafene sviluppato dalla Chalmers University of Technology in Svezia.

  Francobollo rilasciato dagli Stati Uniti nel 1988

 

Samuel Pierpoint Langley è nato a  Roxbury , nel Massachusetts il 22 Agosto del 1834. Laureatosi alla Boston High School divenne assistente dell' Harvard College Observatory  e in seguito ricevette la cattedra di Matematica alla Accademia Navale degli Stati Uniti. Nel 1867 ricevette l'incarico di direttore dell' Allegheny Observatory  e professore di Astronomia presso l'attuale  University of Pittsburgh . Mente brillante della sua epoca tento lo sviluppo di un velivolo. Nonostante ottenne buoni risultati con velivoli privi di pilota fu autore di un insuccesso quando tentò il primo volo di un essere umano in quanto l'aereo non decollò fortunatamente senza però conseguenze. Durante la sua vita progettò e realizzò il bolometro nel 1876. Nel XIX secolo l'astronomia infatti si stava concentrando sulla scoperta delle onde IR. Percepite all'inizio del 1800 da Friedrich Wilhelm Herschel. Solo successivamente venne ottenuta una prima dimostrazione della loro esistenz

Il principio di funzionamento si basa su un calcolo della variazione di temperatura attraverso la misurazione di una intensità di corrente. Il bolometro presenta infatti una lamina capace di variare molto la sua temperatura a seguito dell'incidenza su di essa di un'onda elettromagnetica. Al seguito del surriscaldamento della seguente lamina vi è il surriscaldamento di un filo al di sotto della stessa che variando la propria temperatura varia di conseguenza anche la sua resistenza termica. In questo modo il galvanometro è in grado di rilevare l'intensità di corrente che passa attraverso il circuito in questo modo avendo conoscenza del voltaggio in ingresso è possibile ricavare la resistenza. I=V/R Dalla misurazione della resistenza è poi possibile ritrovare la potenza elettrica come P=IV A questo punto si può considerare la potenza del segnale ricevuto mediante l'utilizzo della seguente formula T=T 0 + (P signal +P bias )/G>T 0 Una volta a conoscenza della differenza

Il bolometro è utilizzato per la misurazione della radiazione per questo motivo ho scelto di rappresentarlo nel modo che segue  Il simbolo rappresenta la radiazione che viene colta da questa antenna sulla parte superiore e avviene una misurazione riportata poi nella parte inferiore. Il simbolo che segue invece è il segnale di attenzione all'esposizione ad onde elettromagnetiche, questo scelto per l'oggetto della misurazione dello strumento

Astronomia Scienza che ci accompagna dall'antichità. L'uomo era solito infatti osservare e studiare il movimento delle costellazioni e delle varie masse presenti all'interno della sfera celeste. In antichità si attribuiva un valore divino e di preavviso al movimento degli astri. Con il passare del tempo questo aspetto è venuto meno nonostante ancora oggi l'oroscopo si basi su di esso. L'astronomia si occupa in particolare dello studio del sistema solare e dei corpi che lo compongono e la loro suddivisione in varie categorie a seconda della loro struttura e della loro età. Nomi particolarmente rinomati di astronomi come Galileo Galiei, Nicolò Copernico e Giovanni Keplero sono tutt'ora alla base di alcune teorie fisiche e hanno segnato un importante e fondamentale sviluppo di questa scienza con le loro teorie. Materia Oscura Particolare utilizzo del bolometro si può trovare nello studio della materia oscura. Nell'osservazione del cielo stellato molti astronomi