IT 
EN Collezioni
Astrolabio
SALA I
Astrolabio costituito da un solo timpano per la latitudine di 43°40' (corrispondente a Firenze). È collocato su un tavolino ottagonale inclinabile ed è completo di rete e alidada. Intorno al planisfero si trova il calendario con i nomi dei mesi, il quadrato delle ombre, segnato su un arco in posizione eccentrica, il cerchio dello Zodiaco, una scala ticonica per la divisione dei gradi in 12 parti, la rosa dei venti e la scala dei gradi.
Originariamente attribuito a Egnazio Danti, viene oggi da G.L'E. Turner considerato, per i punzoni e per le caratteristiche delle incisioni, opera della bottega fiorentina dalla quale sono usciti gli strumenti firmati da Giovanni Battista Giusti.
Lo strumento era custodito nella Galleria degli Uffizi e lo stesso Galileo ne fece uso per i calcoli astronomici. Per questa ragione viene definito astrolabio di Galileo.
Gioco ottico
SALA I
In un telaio di legno è imperniata una tavola sulla quale sono fissate stecche triangolari di legno. Se la tavola viene guardata dall'alto verso il basso in avanti, sulla serie delle facce visibili delle stecche dipinte appare il ritratto di Carlo III, duca di Lorena; se, tramite lo specchio posto di fronte, viene osservata dalla parte opposta, la tavola mostra allora il ritratto della Granduchessa Cristina di Lorena, figlia di Carlo III e moglie di Ferdinando I de' Medici. Un apparecchio del tutto simile a questo realizzato dal fiorentino Ludovico Buti è descritto da Egnazio Danti nel suo commento a Le due regole della prospettiva (Roma, 1583) di Jacopo Barozzi da Vignola e, successivamente, da Jean-François Niceron.
Notturnale
SALA II
Questo piccolo notturnale permette di determinare l’ora della notte attraverso l’osservazione della Stella Polare e delle ultime due stelle del Grande Carro, nell’Orsa Maggiore. I primi notturnali nacquero nel Cinquecento quando, per effetto del fenomeno della precessione degli equinozi, una stella relativamente brillante cominciò a presentarsi abbastanza vicina al polo nord celeste da poter essere usata come indicatore. Sul verso di questo strumento si trova un orologio solare con gnomone ribaltabile che consente di calcolare l’ora di giorno.
Orologio astronomico
SALA II
La cassa di questo orologio da tavolo è riccamente decorata, a forma di edicola, con una cupola traforata sormontata da sfera armillare. In ogni faccia dell'orologio sono inseriti dei quadranti con diverse funzioni, azionati da ruotismi all'interno della cassa. Dei due quadranti maggiori, uno è del tipo ad astrolabio piano, con cerchio orario esterno numerato da I a XII due volte e timpano rovesciabile che permette di individuare la posizione delle stelle e di conoscere le ore planetarie. È predisposto, da una parte, per la latitudine di 48° e, dall'altra, per quella di 40°. Sopra a questo quadrante è stato agganciato successivamente (sec. XVII) un pendolo. L'altro quadrante di maggior diametro, anch'esso rovesciabile, porta i mesi, le date, le ricorrenze dei Santi più importanti, la durata dei periodi di luce e di oscurità dall'alba al tramonto variabili con le stagioni e alcuni computi orari. La sfera armillare, con la Terra posta al centro e una piccola bussola nella base, funziona manualmente. La suoneria per le ore, i quarti e i minuti è posizionata sotto la cupola. Il meccanismo della sveglia è mancante. Il movimento dell'orologio è di ferro e ha tre treni mossi da molle entro bariletti con conoide: per il tempo, per la suoneria delle ore e per la suoneria dei minuti.
Dietro il quadrante con l'astrolabio è impresso due volte il marchio con le iniziali "CR" unite entro uno scudo: in via ipotetica, si può sciogliere questa sigla in Caspar Rauber. L'orologio è completo della sua custodia originale, di cuoio, foderata dentro e fuori di velluto rosso, con sei aperture protette da cristalli e culminante in un globo, anch'esso di cuoio rivestito, per proteggere la sfera armillare. La custodia è scomponibile in tre parti: la base, con suo cassetto per le chiavi, e due coprifacciata.
L'orologio potrebbe forse anche identificarsi con quello fatto a Firenze per Maria Cristina di Lorena, sposa del Granduca Ferdinando I de' Medici. Rimase in possesso dei Medici e fu esposto poi nella Tribuna di Galileo. Fu rimesso in funzione nel 1878.
Sfera armillare
SALA III
Questa monumentale sfera armillare fu costruita su incarico di Ferdinando I de’ Medici dal cosmografo Antonio Santucci per la Sala della Cosmografia della Galleria degli Uffizi. Ultimata nel 1593, dopo cinque anni di lavoro, la sfera rappresenta il modello dell'universo, con la Terra al centro, concepito da Claudio Tolomeo nel II secolo dopo Cristo. Intorno al globo terrestre, che registra le più recenti scoperte geografiche, si succedono gli anelli raffiguranti le orbite dei sette pianeti, le stelle fisse, il primo mobile, una sfera astrologica e il cielo Empireo. L’immagine di Dio alla sommità della sfera domina la macchina del mondo. Originariamente le sfere potevano ruotare, azionate manualmente da una manovella all’estremità inferiore dell’asse celeste.
Globo celeste
SALA III
Il globo celeste fa coppia con il globo terrestre inv. Concessione INAF-Arcetri ed è firmato Guljelmus Caesius, nome usato da Willem Jansz Blaeu fino al 1621. Poggia su quattro colonne dritte e nere, la base rotonda è decorata con tre gigli. L'autore dichiara di essersi servito, per la posizione delle stelle, delle indicazioni di Tycho Brahe e, per le costellazioni dell'emisfero australe, delle osservazioni compiute da Frederik de Houtman. I nomi delle costellazioni, che sono rappresentate con le loro figure, sono in latino, greco ed arabo.
Strumento topografico
SALA VI
Costruito per Cosimo I de’ Medici dall’ingegnere militare Baldassarre Lanci, il cui nome si legge sull’asticella vicino alla bussola, lo strumento serviva a eseguire rilevamenti topografici anche attraverso il disegno prospettico. I braccetti pieghevoli muniti di traguardi, la scala dei gradi con rosa dei venti, la bussola e il quadrato delle ombre servivano a compiere le triangolazioni necessarie alla redazione di una mappa. L’elemento centrale è un traguardo a tubo collegato a un lungo stilo metallico che serviva a segnare i punti osservati su una tavoletta curva oggi mancante. In questo modo si otteneva un disegno prospettico da cui ricavare la pianta di una fortezza.
Strumento militare
SALA VI
Strumento proveniente dalle collezioni medicee, formato da una lastra circolare che porta lungo la circonferenza una scala dei gradi divisa in otto settori di 45°, i nomi dei venti e, su una porzione sporgente, altre due scale graduate. Nel cerchio più interno si trova la firma dell'autore, Baldassarre Lanci, e la data, 1557 ("BALTHASSAR LANCÆVS URBINAS FACIEBAT A.N.D. MDLVII"). Al centro è montata una bussola intorno alla quale ruotano le gambe arcuate del compasso sferico munite di traguardi. Una delle gambe è fissa, mentre l'altra è mobile e porta un mirino regolabile e un eclimetro graduato con pendolino. Sull'eclimetro si trova la sigla dell'autore "B.L." (Baldassarre Lanci). Lo strumento serviva a misurare il calibro dei cannoni, i diametri dei proiettili, le distanze, le altezze e a compiere rilievi topografici.
Radio latino
SALA VI
Il radio latino (così chiamato perché ideato da Latino Orsini) era utilizzato, mediante operazioni di traguardo, per misurare le distanze, le altezze e le profondità. A tal fine, è dotato di quattro aste snodate a forma di quadrilatero simmetrico rispetto a una diagonale, scorrevoli lungo l'asta centrale, sulle quali sono tracciate varie scale di misura, come il quadrato delle ombre e la scala dei gradi. Mancano, nei punti di snodo, i visori per le operazioni di traguardo. Lo strumento, proveniente dalle collezioni medicee, è fra quelli raffigurati sul soffitto dello Stanzino delle Matematiche degli Uffizi.
Discesa brachistocrona
SALA VII
Questo apparecchio dimostra gli effetti osservabili di un principio fisico scoperto e comunicato a Guidobaldo del Monte da Galileo il 29 novembre 1602. Galileo dimostrò con metodi geometrici che un grave impiega minor tempo a discendere lungo l'arco di una circonferenza che non lungo la corda corrispondente (nonostante che quest'ultima sia più breve). Galileo, che considerava l'arco come equivalente a un insieme infinito di piani inclinati, non si rese conto che il percorso brachistocrono di un grave che scende tra due punti è l'arco di cicloide, e non l'arco di cerchio. La dimostrazione matematica del brachistocronismo della cicloide sarà fornita da Jacques Bernoulli nel 1697.
L'apparecchio si compone di un telaio di legno recante un canale cicloidale. Sul telaio è imperniato anche un canale rettilineo, la cui inclinazione può essere fissata mediante pioli infissi in appositi fori muniti di ghiere di ottone praticati sotto la cicloide. Lasciando cadere simultaneamente due sferette lungo i due canali, si osserva che la sferetta lungo l'arco di cicloide anticipa nettamente quella lungo il piano inclinato.
Un modello funzionante di questo apparecchio si trova nella sezione interattiva del museo.
Banco chimico
SALA X
Il Granduca Pietro Leopoldo di Firenze fece allestire un banco chimico nel Museo di Fisica e Storia Naturale di Firenze. Questo laboratorio, creato con l'assistenza di Giovanni Fabbroni, presenta una lavagna di lavoro con tre cavità, tra cui una collegata a un mantice per operazioni di combustione. Il banco è dotato di scaffali, cassetti e scomparti per contenere preparati chimici e vetreria. Al suo interno sono esposti oggetti dell'epoca granducale, come vasetti di vetro, mortai, imbotti, e altro materiale utilizzato per esperimenti chimici. Nel corso del tempo, il banco è stato arricchito con ulteriori strumenti e preparati chimici.
La mano che scrive
SALA X
Il meccanismo d'orologeria imprime ad una mano un movimento che le fa intingere la penna nel calamaio e scrivere sopra un cartoncino la frase "Huic Domui Deus / Nec metas rerum / Nec tempora ponat" [A questa Casa Dio non ponga né fini, né scadenze]. Sul metallo argentato che ricopre il meccanismo si legge "Pro patria". La macchina è dedicata dall'artefice Friedrich von Knaus alla Casa di Lorena, regnante all'epoca in Toscana.
Macchina elettrostatica a disco
SALA XI
Macchina elettrostatica a strofinio con disco di vetro strofinato da quattro cuscinetti di pelle. Il conduttore è composto da due tubi di ottone con estremità sferiche collegati da un tubo trasversale munito di elettrodo, poggianti su sostegni di vetro; essi recano due pettini diametrali al disco che facilitano il trasferimento della carica dalle sue due facce. La carica positiva è tratta dal conduttore, mentre quella negativa dal gancio posto alla sommità della macchina.
Paradosso meccanico
SALA XI
L'apparecchio, montato su un elegante tavolino, si compone di un telaio trapezoidale di legno con due binari di ottone sui quali è poggiata una coppia di coni di ottone uniti per le loro basi da un disco di legno. Ponendo il doppio cono sulla parte inferiore del telaio, esso inizia spontaneamente a risalire verso l'alto, dando così l'impressione di sottrarsi alla legge universale della forza di gravità. Per questo fenomeno, apparentemente contrario al senso comune e, dunque, stupefacente, l'apparecchio viene spesso indicato come "paradosso meccanico". Il paradosso è solo apparente. E ciò deriva dal fatto che il movimento naturale dei gravi dipende da quello del loro baricentro, che scende naturalmente. In effetti, poiché i binari sono divaricati, il centro di gravità del doppio cono, posizionato sull'asse di rotazione in corrispondenza del diametro massimo, non sale quando l'intero corpo sembra procedere verso l'alto, ma viceversa scende. Rotolando, il doppio cono poggia sui binari in punti sempre più vicini ai suoi due vertici. Di conseguenza, la distanza del baricentro rispetto al piano orizzontale diminuisce man mano che il cono sale. Il fenomeno non ha dunque niente di paradossale, ma è viceversa in perfetto accordo con le leggi della meccanica. L'apparecchio proviene dalle collezioni lorenesi.
Braccio umano come leva di terzo genere
SALA XII
Modello che illustra come il braccio umano sia riconducibile a una leva di terzo genere: il fulcro corrisponde al gomito, la potenza è data dal muscolo fissato all'avambraccio e la resistenza da un peso tenuto nella mano. Lo scheletro, in legno, del braccio, dell'avambraccio e della mano è fissato su un tavolino di legno marmorizzato. Dal braccio pendono dei pesi: il loro spostamento mostra il movimento del braccio. Infatti, quando i pesi si abbassano, la mano si alza. Questo raro e inusuale apparecchio di meccanica, proviene dalle collezioni lorenesi.
Apparecchio per studiare la composizione degli urti elastici
SALA XII
Questo apparecchio, descritto da Jean-Antoine Nollet nelle sue Leçons de physique expérimentale (Paris, 1743-1748), è una specie di piccolo biliardo posto su un elegante tavolino. Viene usato per studiare la composizione degli urti elastici. Si compone essenzialmente di una coppia di martelli imperniati in due quadranti orientabili. Due scale di avorio, inserite lungo gli archi, permettono di misurare l'ampiezza della corsa dei martelli. Colpendo una biglia da altezze disuguali con i martelli dei due quadranti secondo angoli diversi, si può osservare la traiettoria generata dalla combinazione di due impulsi differenti. Le esperienze possono essere variate, ad esempio, distanziando reciprocamente i quadranti in modo che colpiscano separatamente due biglie le quali si urtino sul piano. Proviene dalle collezioni lorenesi.
Igrometro a capello
SALA XV
Igrometro costituito da un tubo di vetro che collega un quadrante di ottone ad una lastrina, sulla quale scorre una pinzetta snodabile, la cui posizione può essere regolata a vite. La fibra igroscopica (non originale) è fissata alla pinzetta e si avvolge su una puleggia imperniata in una scatola posta sul retro del quadrante. Una molla, pure collegata alla puleggia, permette di mantenere in tensione la fibra. Una lancetta indica le variazioni di umidità sulla scala del quadrante. Lo strumento fu costruito dalla ditta Nairne & Blunt.
Galvanometro idroelettrico di Nobili
SALA XVI
La base è di legno nero e recava un anello di piombo oggi mancante. Una campana di vetro cilindrica reca il dispositivo di sospensione per gli aghi astatici. La bobina, avvolta su un telaio di legno di bosso, è composta da moltissimi avvolgimenti di filo sottile, probabilmente di argento, ricoperto di seta. Questo galvanometro di Nobili era utilizzato per misurare le correnti prodotte da azioni chimiche (idroelettriche). Lo strumento proviene dalle collezioni lorenesi.
Tabula affinitatum
SALA XVII
Tavola delle Affinità chimiche tra le diverse sostanze. Commissionata intorno al 1766 dal farmacista Franz Huber Hoefer per la spezieria granducale di Firenze, la grande tavola delle sostanze chimiche doveva orientare il preparatore dei rimedi farmaceutici a individuare i reagenti più atti a combinarsi tra loro. La tavola è modellata sulla Table des differents Rapports observés entre differentes substances (Parigi, 1718) di Étienne-François Geoffroy, dalla quale si differenzia per l'aggiunta di una diciassettesima colonna. Le sostanze sono indicate mediante i tradizionali simboli alchemici e la simbologia in uso nel Seicento e agli inizi del Settecento. Da notare che nella tavola fiorentina non compare il simbolo dell'aria. Ciò significa che essa venne disegnata in una fase nella quale non si era ancora acquisita piena consapevolezza della funzione dell'aria in quanto sostanza chimicamente attiva, capace perciò di combinarsi con i solidi e i liquidi. Una tavola simile a quella fiorentina si ritrova tra le Planches della grande Encyclopédie di Diderot e d'Alembert.
Barometro a quadrante
SALA XVIII
Barometro a quadrante montato su di una tavola di legno verniciato di verde con decorazioni dorate. La scala barometrica è divisa in pollici parigini. Sopra il quadrante è inserito un termometro ad alcool con scala Réaumur. Ne è autore Santino Donegani, costruttore del quale non si hanno notizie.
Farmacia portatile
SALA XVIII
Risalente alla seconda metà del XVIII secolo o alla prima del XIX, questa farmacia portatile è costituita da un bauletto di legno con guarnizioni di ferro, completo di chiave. È dotata di cassetti ed ante laterali; la parte interna del coperchio è decorata. Sono presenti bottigliette e contenitori di metallo, insieme a minerali e bustine con preparati e sostanze diverse.
Il Collezionismo Mediceo
1562 - La Guardaroba Medicea
La collezione medicea di strumenti scientifici fu avviata da Cosimo I (1519-1574) e ospitata nella Guardaroba di Palazzo Vecchio, conosciuta oggi come la "sala delle carte geografiche". Decorata tra il 1563 e il 1581 da Egnazio Danti e Stefano Buonsignori, i 57 sportelli degli armadi raffigurano la geografia del mondo conosciuto. L'orologio dei pianeti di Lorenzo della Volpaia si trova sulla parete di fondo, mentre il progetto originale prevedeva due grandi globi, uno terrestre e uno celeste, che avrebbero dovuto scendere dal soffitto apribile.
1600 - Lo Stanzino delle Matematiche
Nel 1600 Ferdinando I (1549-1609) spostò gli strumenti in un piccolo spazio della Galleria degli Uffizi chiamato "Stanzino delle matematiche". La volta fu decorata da Giulio Parigi, che vi raffigurò gli strumenti della collezione. Qui, insieme alla terrazza adiacente che già ospitava la grande sfera armillare costruita da Antonio Santucci nel 1593, furono riuniti gli strumenti del lascito testamentario di Robert Dudley e quelli acquistati in Germania dal principe Mattias de' Medici.
1657 - L'Accademia del Cimento
Con la creazione dell'Accademia del Cimento nel 1657, su iniziativa di Ferdinando II (1610-1670) e Leopoldo de' Medici (1617-1675), la collezione si arricchì di nuovi strumenti per lo studio sperimentale dei principi della filosofia naturale, focalizzandosi principalmente sulla termometria, la barometria e la pneumatica. L'Accademia ebbe sede a Palazzo Pitti, dove furono successivamente trasferiti tutti gli strumenti della collezione medicea.
Il Collezionismo Lorenese
1775 - Il Museo di Fisica
Nel 1775 gli strumenti raccolti a Palazzo Pitti furono trasferiti nel Regio Museo di Fisica e Storia Naturale presso il Palazzo Torrigiani in via Romana (oggi Museo La Specola). Il Granduca Pietro Leopoldo d'Asburgo Lorena (1747-1792) nominò l'abate Felice Fontana come direttore, il quale si occupò di costruire un osservatorio e di arricchire la collezione con nuovi strumenti di matematica, fisica, meteorologia ed elettricità.
1829 - Le Officine del Museo
Dopo un periodo di abbandono durante l'occupazione francese (1799-1814), il periodo della restaurazione lorenese portò a una riorganizzazione del museo e delle officine. Sotto la direzione di Vincenzo Antinori, parteciparono alle attività delle officine rinomati astronomi e fisici, come Giovanni Battista Amici, esperto nella costruzione di microscopi, telescopi, micrometri e spettroscopi, e Leopoldo Nobili, inventore di strumenti elettromagnetici, galvanometri e pile termoelettriche.
1841 - La Tribuna di Galileo
La Tribuna fu costruita nel 1841 nel Museo di Fisica su richiesta del Granduca Leopoldo II (1797-1870). L'architetto Giuseppe Martelli progettò gli spazi per ospitare la statua di Galileo, affreschi e bassorilievi raffiguranti le scoperte di Galileo e, soprattutto, i famosi strumenti del grande scienziato: il compasso geometrico e militare, una calamita armata, due cannocchiali e la lente obiettiva del cannocchiale con cui Galileo scoprì i satelliti di Giove.
