Tra i criteri con cui classificare le macchine di fisica in base a categorie generali valide per tutti quegli strumenti ideati e costruiti a partire dal '600 e grossomodo fino agli inizi del XX secolo vi è il sistema che prevede cinque categorie. Si hanno:

Strumenti di ricerca e di misura: si tratta di quegli apparecchi, tipicamente da laboratorio, attraverso i quali si è potuto aumentare le conoscenze sulla natura. Essi erano i più sofisticati e innovativi strumenti all'epoca disponibili. E' questo il caso, per esempio, dei due cannocchiali di Galileo Galilei con cui il grande scienziato effettuò le proprie osservazioni celesti e alla cui morte entrarono a far parte della collezione medicea, degli elettrometri e della pila costruiti da Alessando Volta, dei galvanometri astatici commercializzati dallo stesso ideatore di questo innovativo oggetto di misura, Leopoldo Nobili.

Strumenti didattici: ovviamente numerosissimi e realizzati in diverse piccole varianti per forma e gusto artistico del costruttore, sono quei dispostivi che, pur derivando spesso da quelli di ricerca e misura precedentemente ideati, tuttavia non permettevano un aumento delle conoscenze scientifiche, ma consentivano la trasmissione di tali conoscenze. Il loro importante compito era quindi quello di visualizzare i vari fenomeni fisici in modo chiaro, curioso, paradossale, spettacolare. A questa categoria appartengono anche certi modelli, come quelli degli occhi umani al fine di consentire lo studio del meccanismo della visione.

Strumenti professionali: in questa categoria rientrano tutti quegli oggetti collegati all'esercizio di particolari professioni nelle quali era necessario effettuare osservazioni e misurazioni scientifiche. E' questo il caso per esempio dei teodoliti, degli strumenti chirurgici del passato, di amperometri e voltmetri di fabbricazione industriale, dei goniometri, dei microscopi da laboratorio, ecc.

Le macchine-modello: si tratta di tutti quei dispositivi in grado di conciliare in loro il fascino dell'osservazione di un qualcosa realmente funzionante con l'impossibilità di disporre delle vere macchine a grandezza naturale. E' evidente che nel gabinetto di fisica di una scuola difficilmente si sarebbe potuto mostrare certe meraviglie del progresso della scienza e della tecnica, come le macchine a vapore e le locomotive. Allora per illustrare le applicazioni pratiche delle leggi e dei fenomeni fisici si fece ricorso ai modelli in scala delle macchine vere che, dimensioni a parte, erano per tutto il resto identiche agli originali. Nelle collezioni si trovano, per esempio, macchine-modello di telegrafi, telefoni, di varie macchine a vapore, di locomotive, ecc.

I gioghi scientifici: in questo caso non si tratta di strumenti veri e propri, ma appunto di oggetti ludici basati su fenomeni fisici e costruiti (o commercializzati) per attrarre e stupire. Possono derivare dagli studi particolari compiuti da uno scienziato oppure essere appositamente ideati. Tra i tanti, si citano le varie anamorfosi, lo stereoscopio, il caleidoscopio, il prassinoscopio, piccoli giroscopi ecc.

Ecco alcuni esempi di classificazione in base a questo criterio con gli strumenti della collezione del Foscarini.

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