Il giroscopio è un dispositivo che contiene una ruota a rotazione rapida o un fascio di luce circolante che viene utilizzato per rilevare la deviazione di un oggetto dal suo orientamento desiderato. I giroscopi sono utilizzati nelle bussole e nei piloti automatici su navi e aerei, nei meccanismi di sterzo dei siluri e nei sistemi di guida inerziale installati nei veicoli di lancio spaziale, nei missili balistici e nei satelliti orbitanti.
Giroscopi meccanici
I giroscopi meccanici si basano su un principio scoperto nel XIX secolo da Jean-Bernard-Léon Foucault, fisico francese che diede il nome di giroscopio a una ruota, o rotore, montato su anelli cardanici. Il momento angolare del rotore faceva sì che mantenesse il suo atteggiamento anche quando il gruppo cardanico era inclinato. Nel 1850 Foucault condusse un esperimento usando un rotore e dimostrando che la ruota rotante manteneva il suo orientamento originale nello spazio, indipendentemente dalla rotazione terrestre.
Questa capacità ha suggerito una serie di applicazioni per il giroscopio come indicatore di direzione e nel 1908 il primo giroscopio funzionante fu sviluppato dall’inventore tedesco H. Anschütz-Kaempfe per l’uso in un sommergibile.
Giroscopi ottici, a fibre ottiche o laser
I giroscopi ottici, privi di parti mobili, sono utilizzati nei jet commerciali, nei razzi booster e nei satelliti orbitanti. Questi dispositivi sono basati sull’effetto Sagnac, dimostrato per la prima volta dallo scienziato francese Georges Sagnac nel 1913.
In questi dispositivi, due fasci di luce vengono indirizzati lungo due percorsi curvi o poligonali sul perimetro di una figura perpendicolare all’asse di cui si vuole evidenziare la rotazione. Si basano sul principio che la velocità della luce è costante in ogni riferimento inerziale. Se il sistema descritto subisce una rotazione intorno all’asse, i due raggi di luce impiegheranno tempi differenti per compiere i due percorsi.
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