Instrument
- Hjem
- Utstillinger
- Instrument
Vitenskapelige instrumenter har spilt en sentral rolle i utforskningen av naturen. Gjennom vår unike samling kan du oppleve historier om naturvitenskapens utvikling i Norge fra midten av 1700-tallet til begynnelsen av 1900-tallet, med et særlig fokus på fysikkens fremvekst.
Fysikk på 1700- og 1800-tallet var preget av eksperimenter og systematiske observasjoner, og foregikk i undervisningsrom, verksteder, utstillingslokaler og laboratorier. Det forutsatte presise instrumenter som kunne brukes til å demonstrere kunnskapen – enten det var for å overbevise andre, undervise studenter eller underholde et større publikum. I Europa ble det bygget opp hundrevis av instrumentsamlinger, såkalte fysiske kabinetter.
Forskere og vitenskapsmenn var ikke de eneste som arbeidet med fysikk. Instrumentmakerne spilte også en viktig rolle. Deres arbeid krevde spesialisert kunnskap og avansert verktøy. Samarbeidet mellom vitenskapsmenn og instrumentmakere viser den nære forbindelsen mellom vitenskap og teknologi. De fleste instrumentene i Teknisk museums utstilling stammer fra Det fysiske kabinett ved Universitetet i Oslo.
Informasjon til skolebesøk
- Book en tilpasset omvisning i utstillingen!
- Utforsk nordlys gjennom diskusjon og praktiske forsøk
- Passer for 5.–7. trinn
Instrumenter i utstillingen
Museet forvalter en stor mengde med historiske instrumenter. Du kan søke i samlingene våre og lese mer på DigitaltMuseum.
Kronometer
Presisjonsur laget av den engelske urmakeren John Arnold, fra ca 1800. Han var den første som utviklet et ur som var både presist og praktisk å ta med seg. Har tilhørt Abraham Pihl
Parabelbane
Fra andre halvdel av 1700-tallet. Demonstrerer legemers parabolske baner som følge av kombinasjonen av horisontal akselerasjon og fritt fall. Har tilhørt Thomas Bugge.
Kaleidoskop
For bildeplansjer, fra andre halvdel av 1700-tallet. Har tilhørt Bergseminaret.
Bildeplansjer
Til kaleidoskop, fra andre halvdel av 1700-tallet. Har tilhørt Bergseminaret.
Teleskop
Pihls teleskop, fra 1797. Astronomisk kikkert bygget og brukt av presten Abraham Pihl. Han fikk produsert kikkerter og andre instrumenter for vitenskapelig observasjon og måling. I et brev til professor Thomas Bugge i København omtaler Pihl med stolthet sitt nye teleskop med akromatisk linsesystem som ga et forstørret bilde av himmelen.
Prisme
På stativ, fra andre halvdel av 1700-tallet. Vinkelen som lyset brytes i er forskjellig for de ulike fargene som danner det hvite lyset, slik at det vises et fargespekter. Har tilhørt Bergseminaret.
Mikroskop
Fra ca 1750. Laget av George Adams sr., London. Har tilhørt Thomas Bugge.
Magdeburgske halvkuler
Fra før 1843. Når luften pumpes ut, dannes det vakuum mellom halvkulene slik at de sitter fast. I 1654 demonstrerte Otto von Guericke, borgermester i Magdeburg, at ikke en gang 30 sterke hester kunne dra halvkulene fra hverandre.
Belg og piper
Fra 1843. Brukt til akustiske eksperimenter. Tangentene åpner for luft fra belgen som gir lyd i pipene. Det fantes flere slike instrumenter i Det fysiske kabinett. Laget av Albert Marloye, Paris, som var den første instrumentmakeren som spesialiserte seg innen akustikk.
Klanganalyseapparat (1968)
Hver resonator er koblet til en gassfylt flammekapsel. Når resonatorene aktiveres med stemme eller stemmegaffel, blir klangen visuelt synlig i det roterende speilet. Apparatene var standard i de fysiske kabinettene på slutten av 1800-tallet. De forente to retninger innen akustikk: Et fokus på å lytte, og en orientering mot grafiske instrumenter som visualiserte lyden. Laget av Rudolph Koenig, Paris, en ledende instrumentmaker innen akustikken.
Lysmikroskop
Fra ca 1780. Objektet belyses med en lampe og bildet fremtrer på en slipt glasskjerm forbundet med mikroskopet. Laget av George Adams d.y., London.
Elektrisermaskin
Fra ca 1840. Når glasskiven roteres skapes statisk elektrisitet ved gnidning. Elektriske eksperimenter var populære og elektrisermaskiner tilhørte de viktigste instrumentene i de fysiske kabinettene på 1700- og 1800-tallet.
Dampmaskin
Fra 1847. Modell av James Watts dampmaskin fra 1769. Dampmaskinen er en stempelmotor drevet av damp satt under trykk.
Klokke og resonator
Fra ca 1880. Metallklokken strykes med en bue og røret skaper resonans hvis det har lik tonehøyde. Laget av Paul Brantzeg. Utlånt av Fysisk institutt, UiO.
Elektrisk stemmegaffel
Fra 1874. Stemmegaffelens vibrasjoner drives med elektrisitet. Laget av August Steger og Paul Brantzeg.
Typetrykkstelegraf
Fra 1877. Siden 1850-tallet hadde man forsøkt å lage telegrafer som kunne skrive ut tekst. Christian H.G. Olsens typetrykkstelegraf høstet internasjonal anerkjennelse, men ble aldri solgt til noe telegrafselskap. Laget av Christian H.G. Olsen.
Fortellinger om vitenskap
Observasjon og kartlegging
Troen på vitenskap som økonomisk, sosial og kulturell drivkraft sto sterkt i Europa på denne tiden. Systematiske studier av naturen gjennom observasjon og kartlegging skulle sammen med ny teknologi gjøre det mulig å utnytte naturressursene.
Sentrum i København
Københavns universitet ble opprettet i 1479. På midten av 1700-tallet tillot Fredrik V opprettelsen av to norske læreanstalter: Den frie mathematiske Skole i Christiania (1750) (Krigsskolen) for offiserer og Det Kongelige Norske Berg-Seminarium på Kongsberg (1757) for bergingeniører (Bergseminaret). På denne tiden ble vitenskapelig virksomhet i Norge hovedsakelig bedrevet av enkeltpersoner i kontakt med miljøene i København.
I 1762 startet Videnskabernes Selskab i København en oppmåling av Danmark for å lage kart på høyde med de beste i Europa. Astronomiprofessor Thomas Bugge ledet landmålingen som ble styrt fra Rundetårn, observatoriet i København. Tilgang på dyktige instrumentmakere var av stor betydning for arbeidet. Nøyaktige kart forutsatte gode astronomiske målinger, og det ble viktig med kontakt med utenlandske observatorier.
Abraham Pihl og Thomas Bugge
På 1700-tallet var det liten motsetning mellom kristendom og naturvitenskap. Man kunne nærme seg Gud ved å studere skriften eller skaperverket. Kirken trengte kalendere som viste bevegelige høytider og festdager. Dette forutsatte astronomiske beregninger. Nordmannen Abraham Pihl studerte teologi og var i starten av 1780-årene også assistent for Thomas Bugge ved Rundetårn. De delte interessen for astronomi og holdt senere kontakt gjennom brevveksling, utveksling av faglitteratur og lån av vitenskapelige instrumenter.
Det fysiske kabinettet
I løpet av 1700- og 1800-tallet ble det rundt om i Europa skapt hundrevis av instrumentsamlinger – såkalte fysiske kabinetter.
Grunnleggelsen av Det Kongelige Frederiks Universitet i Christiania (Oslo) i 1811 førte til etableringen av et fysisk kabinett som skulle tjene fysikkundervisningen.
Bruken av fysiske kabinetter
Betegnelsen ”fysisk kabinett” kommer av at de første instrumentsamlingene ble oppbevart i skap eller finere stuer, som også kunne kalles kabinetter. Noen av disse samlingene ble anskaffet av rike borgere til underholdning og som statussymboler, mens andre ble brukt av lærde menn og vitenskapelige selskaper til eksperimenter og folkeopplysning.
Læreanstalter og universiteter bygget opp store instrumentsamlinger. Det fysiske kabinett ved Det Kongelige Frederiks Universitet (nå Universitetet i Oslo) besto i all hovedsak av instrumenter til undervisning og demonstrasjon. Instrumentene var hjelpemidler i den elementære fysikkundervisningen og mindre egnet til forskning.
Instrumentene ble brukt til å demonstrere fysikkens prinsipper og lover, slik som disse hadde blitt formulert bl.a. gjennom Newtons lære om mekanikk. Blant de mest sentrale instrumentene var luftpumper som kunne vise virkningene av vakuum og apparater som kunne fremstille elektrisitet. Instrumentene kunne være meget forseggjorte, og demonstrasjonene var gjerne spektakulære. De fysiske kabinettene i Europa hadde mange like instrumenter, ofte produsert av de samme instrumentmakerne eller laget etter de samme forbildene.
Universitets fysiske kabinett
Det fysiske kabinett ved Det Kongelige Frederiks Universitet i Christiania (Oslo) besto i første rekke av demonstrasjonsinstrumenter til bruk i fysikkundervisningen. Instrumentene var mindre egnet til vitenskapelige undersøkelser eller forskning. De første instrumentene ble overtatt fra Bergseminaret på Kongsberg og Krigsskolen i Oslo i 1814. Mange av instrumentene var av eldre dato. I 1815 ble det gitt en statsbevilgning til kjøp av instrumenter på dødsboauksjonen etter Thomas Bugge i København.
Samlingen vokste gjennom flere kjøp av instrumenter i utlandet, særlig fra London og Paris. I enkelte tilfeller kom fysikkprofessorene hjem fra sine utenlandsturer med brukte instrumenter. Den britiske instrumentmakeren Edward M. Clarke (1791-1859) var en viktig leverandør. Han produserte bl.a. elektromagnetiske og optiske instrumenter, og smykket seg med å ha universitetet som kunde i salgskatalogene sine. Fra midten av 1800-tallet ble stadig flere av instrumentene produsert av norske instrumentmakere.
I 1859 ble Hartvig Caspar Christie (1826-1873) lektor i fysikk, og fikk ansvaret for Det fysiske kabinett. Han begynte straks å lage «en fuldstændig og aldeles nøiagtig catalog» over instrumentsamlingen, «hvilket hidtil har manglet». I katalogen førte han inn hvert enkelt instrument med opplysninger om når og av hvem det var produsert.
Det fysiske kabinetts lokaler i Øvre Slottsgate 2, perioden 1829-1852.Christie delte instrumentene inn i sju klasser: «Optik», «Mechanik», «Magnetisme», «Electricitet», «Varme», «Meteorologi» og «Akustik». Den samme klassifiseringen la han til grunn for en tobinds lærebok i fysikk (1864-65). Boken presenterte flere av instrumentene i Det fysiske kabinett og ble skrevet som en veiledning for studentene.
Studenter, professorer og finere fruer
Undervisningen som foregikk ved universitetets fysiske kabinett ble fulgt av et stort antall studenter. Fysikk var fra begynnelsen et obligatorisk fag ved den såkalte anneneksamen (forberedende prøver) som studentene måtte ta før de begynte sine studier i teologi, filologi, jus eller medisin. Frem til midten av 1800-tallet var det 50-70 studenter per år som fulgte fysikkundervisningen, og rundt 1870 hadde antallet steget til ca 200. I 1870-årene skjedde det en omlegging. Praktiske øvelser i fysikk ble en del av undervisningen for reallærere, mens fysikk opphørte å være obligatorisk fag ved anneneksamen.
Tre professorer sto for det meste av fysikkundervisningen frem til 1870-årene; Jens Jacob Keyser (professor 1814-1847), Lorentz Christian Langberg (lektor og professor 1847-1857) og Hartvig Caspar Christie (lektor og professor 1859-1873). Professorenes arbeid besto hovedsakelig av undervisning og administrasjon. De hadde små muligheter til å drive forskning.
Professor Keyser brukte også instrumentsamlingen til demonstrasjonseksperimenter for byens borgerskap – finere fruer som kunne betale de inngangspengene han krevde for denne underholdningen. Demonstrasjonene mislyktes ofte, og det ble sagt at professorens vrede og skjellsord gjerne ble rettet mot hans ulykkelige assistent.
Det fysiske kabinett holdt åpent for publikum to timer hver mandag. I 1841 ble det også bestemt at studentene selv skulle få adgang til å bruke instrumentene under tilsyn. I 1852 flyttet instrumentsamlingen og undervisningen fra lokaler ved Christiania Torv til de nye universitetsbygningene i Karl Johans gate.
Fysikksalen ved McGill University, Montreal, ca 1900.
Det fysiske kabinett ved Istituto Tecnico i Firenze, 1899.
Det fysiske kabinetts lokaler i Øvre Slottsgate 2, perioden 1829-1852.
Det fysiske kabinett flyttet til universitetets lokaler i Karl Johans gate i 1852.
Det fysiske kabinett flyttet til universitetets lokaler i Karl Johans gate i 1852.
Forskning og eksperiment
Ved universitetet i Oslo ble det et sterkere fokus på forskning og eksperimenter mot slutten av 1800-tallet. Dette bidro til å gi instrumentene en ny rolle.
Forskningsuniversitetet
Gjennom det meste av 1800-tallet hadde universitetets viktigste oppgave vært å utdanne de som skulle bli statens tjenere – embetsmennene. Det var undervisning, ikke forskning, som stod i sentrum for professorenes virksomhet. Mot slutten av århundret endret dette seg. Ikke minst innenfor fysikkfaget ble det nå et sterkere fokus på forskning – forskning som bygget på gjennomføring av eksperimenter.
Ofte arbeidet fysikerne tett sammen med forskere fra andre fag. Matematikeren Carl Anton Bjerknes (1825-1903) og fysikeren Kristian Birkeland (1867-1917) bidro begge til oppkomsten av det nye forskningsuniversitetet. Særlig Birkeland skulle bli en eksperimentalfysiker av internasjonalt format.
Fra auditoriet til laboratoriet
Instrumentene ved Det fysiske kabinett hadde først og fremst vært brukt til undervisning og demonstrasjoner i auditoriet. Innenfor rammen av det nye forskningsuniversitetet fikk instrumentene anvendelse på en ny arena – laboratoriet.
Endret bruk stilte nye krav til instrumentene. Mens de i auditoriet ble brukt til demonstrasjon av kjente fysiske prinsipper, var de i forskningslaboratoriet del av arbeidet med å frambringe ny kunnskap. I undervisningen skulle instrumentene benyttes flere ganger, og de var derfor gjerne forseggjorte og vakre. Forskningsinstrumentene ble derimot spesialkonstruert for ett enkelt forsøk, og var laget uten samme omtanke for estetiske og håndverksmessige kvaliteter.
Terrella
I utstillingen finner du en terrella - det originale utstyret for professor Kristian Birkelands terrella- forsøk.
Det var det første laboratorieforsøket i verden hvor man prøvde å forstå vekselvirkningen mellom partikler som strømmer fra sola mot den magnetiserte jorda.
En elektrode ved det ene hjørnet representerer sola, og den magnetiserte kula i senteret representerer jorda. Når høy spenning settes på mellom elektroden (-) og kula (+), så får man en utladning som kan sammenlignes med partikkelstrømmen fra sola mot jorda.
Bildekreditering:
Barn i utstillingen © NTM / Gorm Gaare
Historiske instrumenter © NTM