hertz

Hertz

La genesi di un’invenzione

E’ molto interessante conoscere il percorso che seguì la scienza dell’elettricità prima di arrivare alle esperienze di Hertz, proprio quelle che suggerirono a Marconi un’applicazione che ha cambiato il mondo. Già da metà ‘700 gli studiosi si domandarono le cause dell’azione distanza dei fenomeni elettrici, magnetici e, perché no, gravitazionali. Alle ipotesi del Franklin di un fluido che si emanava, od addirittura alle ipotesi del Symmer che l’elettricità consistesse in due fluidi, uno negativo, l’altro positivo  si sostituì l’ipotesi dell’assenza di azione a distanza con quella dell’azione tramite un mezzo che permettesse la propagazione del fenomeno: una materia permeante pieno e vuoto. Del resto c’era già il concetto antichissimo dell’etere cosmico e non ci volle tanto a rispolverarlo, tanto che già nei primi anni dell’800 questa spiegazione andò per la maggiore. Risalire agli studiosi che ipotizzarono questi concetti è nello stesso tempo facile e difficile: se prendiamo le varie memorie scientifiche apparse nelle varie epoche possiamo sì trarre qualche nome, ma ricordiamoci che si scopre solo chi ha sposato e comunicato l’idea, ma andiamo avanti:

ricordate la bottiglia di Leyda? Forse noi non ci rendiamo conto che questa fu, al momento della scarica, il primo oscillatore a radiofrequenza realizzato. Già quì nascono i problemi. Che la scarica della bottiglia di Leyda  ed analogamente tutte le altre scariche elettriche, fossero oscillanti fu scoperto abbastanza presto in quanto ci si accorse che i fori causati nei fogli sottili mostravano agli orli delle bave da entrambi i lati come se fossero generare dal vai e vieni di una sega. Secondo il Righi fu Henry nel 1842 ad accorgersene, e simile idea la espresse Helmoltz nel 1847, fino a che nel 1855 Thompson, (Lord Kelvin) previde le modalità del fenomeno. Cosa non molto esatta dato che pare che molto prima il nostro Beccaria si sia espresso in tal modo ed anche Nobili lo afferma chiaramente in una pubblicazione del 1822 (1).

La bottiglia di Leyda (Musschenbrock 1746) non è altro che un condensatore capace di sopportare altissime tensioni per poi renderle in un tempo brevissimo al momento della scarica. La bottiglia caricata l’energia accumulata, se la tensione è sufficentemente alta, può rendere anche una potenza istantanea di 0,5 Kw per un tempo brevissimo ma sufficiente per certe esperienze.

In quanto agli effetti della scarica nei conduttori, furono notate anomalie, come per esempio gli anelli di Priestley che portavano a pensare che la corrente elettrica si propagasse come un onda. Tanto più, in tempi successivi, Savary si accorse che degli aghi posti seguendo la lunghezza del conduttore presentavano forti anomalie nel magnetizzarsi, addirittura alcuni si magnetizzavano nel senso opposto dei primi. Prima che gli studiosi si rendessero conto dei legami tra elettricità e magnetismo, questi esperimenti venivano fatti cospargendo polveri metalliche o polvere di licopodio sulla superficie dei conduttori od osservando il deposito elettrochimico; qualcuno si doveva essere reso conto dell’irregolarità di propagazione ancor prima dell’uso degli aghi. Quello che mi sorprende è che fin dall’inizio gli studiosi paiono rendersi conto che l’anomalia era nel dielettrico posto intorno al conduttore, non nel conduttore stesso. Da questo non ci voleva tanto ad arrivare al concetto di onda elettrica.

Ma torniamo di nuovo indietro, parlando delle radiazioni luminose: che queste fossero di carattere ondulatorio lo affermò Fresnel intorno al 1818 basandosi sui fenomeni di diffrazione.

Melloni già nel 1820 ipotizzò l’identità della luce col calore. Che luce, calore ed elettricità avessero un’origine comune aleggiava già nell’aria quando Belli anticipò le idee del Faraday in una sua opera antecedente il 1830, intorno ai fenomeni inerenti il dielettrico e l’anomalia della carica residua nei condensatori(2) fenomeni che poi, nel 1850, furono recepiti dal Faraday stesso dal quale  Maxwell trasse un ipotesi di studio  che lo portò ad imprigionare il fenomeno nel calcolo.  Ad Hertz rimase soltanto da realizzare gli esperimenti che provavano queste teorie.

Ma  nel 1847, sconosciuto, il nostro Magrini aveva già affermata l’identità delle onde luminose e calorifiche con quelle elettriche (3) ed aveva persino notato che sottoposto ad una forte scarica un filo metallizzato, il metallo si fondeva ad intervalli regolari, nodi e ventri.

 Ma non basta: le conclusioni delle esperienze Hertz erano state, a loro volta, precedentemente intuite anche dal nostro Ercole Fossati. Sulla Rivista  Scientifico-industriale nel 1886 che col titolo “Sulle anomalie magnetiche” cita: ...gli aghi del Savary posti a diverse distanze dal conduttore, vengono più o meno fortemente scossi dalla maggior o minor vigoria delle vibrazioni eteree...noi ipotizziamo che la modificazione del mezzo avesse realmente a consistere in produzione di onde analoghe alle spettrali.”

Nell’excursus di questi studi sull’elettricità, appena inventata la pila, sorgente stabile di elettricità, si fecero esperienze anche intorno alla corrente continua nei solidi conduttori che portarono a risultati, per noi, inaspettati: tutto l’elettrico si propagava per onde ed anche in quest’ultimo caso  pare che ogni onda parta dalla pila solo quando la sua tensione arriva a vincere la resistenza del mezzo (Nobili).

A questo punto  mi parrebbe corretto di inserire quanto, correntemente, non si trova sui libri di elettrotecnica:

sappiamo tutto che le cariche elettrostatiche sono solo alla superficie dei corpi e che si concentrano nelle punte, ma della distribuzione della elettricità dinamica ovvero della corrente sappiamo che si propaga uniformemente nel conduttore se è continua e si concentra verso l’esterno se è alternata. Ci sorprenderanno perciò i risultati ai quali giunse Bertelli che arrivò a concepire correnti opposte propagantesi nello stesso tempo in un conduttore, o la polemica tra lui e Nobili se le correnti possono “incrocicchiarsi o no (1).

         Il ruolo del coherer

Le onde elettromagnetiche  erano state imprigionate da poco nel calcolo di Maxwell e nelle esperienze di Hertz quando il nostro Marconi  intuì, appena letto il lavoro di quest’ultimo, che con queste si sarebbe potuti andare molto lontano: l’azione delle onde elettromagnetiche è caratterizzata dal fatto che, con le disposizioni prima di Hertz, poi di Marconi, si attenuano proporzionalmente alla distanza  percorsa e non col quadrato di tale distanza, come, invece, le azioni magnetiche ed elettrostatiche.

Inoltre ai tempi dei quali stiamo parlando non esistevano strumenti così sensibili da rivelare a distanza piccole azioni magnetiche od elettriche mentre esisteva già uno strumento meravigliosamente sensibile che si poteva attivare con debolissime forze elettromagnetiche. Dunque per quest’ultime doppio vantaggio sulle altre. Per questo l’importanza del coherer, se  pur nato per tutte altre ragioni o, meglio, senza una precisa ragione.

La presente ricerca nasce da due mie curiosità, apparentemente di carattere diverso ma che poi vedremo unirsi nello stesso risultato: come nacque l’intuizione delle onde radio e come nacque quella del coherer.

In particolare, per quest’ultimo, la curiosità era di sapere come fosse nata l’idea di sperimentare proprio le polveri metalliche e no sottoposte a corrente elettrica, cosa che portò proprio alla scoperta del Coherer.

              la pila

Con la scoperta della pila, nel 1800 si riprese a dare corrente a tutto quello che capitava alle mani con una sorgente che poteva dare continuativamente corrente ed energia se pur a tensioni più modeste. Il concetto di dare corrente a “tutto” lo conferma il Poli nel suo“ Elementi di Fisica Sperimentale”, Venezia 1811 narra che “....il celebre Acard escogitò d’introdursi un pezzo d’argento per la via del posteriore più profondamente che fu possibile, ed eccitò per tal modo una sensazione luminosa negli occhi.... Attesta Humboldt, che avendo ripetuta siffatta esperienza......”

             Di nuovo il coherer

Tra le tante cose che si potevano sottoporre all’azione della corrente, oltre i solidi vennero presi in considerazione materiali triturati e polveri, addirittura il solfuro di mercurio con il quale si Munk notaronò i primi fenomeni che, molti anni dopo, portarono al coherer. Secondo me la priorità dell’invenzione del coherer si sviluppa in tre stadi: chi ha esperimentato il fenomeno di coerenza delle polveri metalliche, chi si è accorto che questo fenomeno può essere attivato dalle onde radio, chi ha fatto una applicazione pratica. Cominciando dalla fine si può affermare che la prima applicazione pratica è stata quella di rilevare scariche atmosferiche, ma sarebbe interessante conoscere chi si è reso conto che le scariche atmosferiche sono onde elettromagnetiche. Le sperimentazioni di Munk (1838), Varley (1872), Calzecchi (1882), e le prime esperienze di Branly (1890) avvenivano sollecitando la limatura del tubetto direttamente con la bottiglia di Leyda o con le extratensioni di un cicalino. Ora sappiamo che la polvere metallica presenta elevata resistenza fino a quando è sollecitata da una tensione detta critica, fissa che varia a seconda della pressione della limatura nel qual caso comincia a condurre; le onde elettromagnetiche anticipano questo fenomeno. Chiaramente quando si sollecita con una extratensione elevata, vedi gli scaricatori di Varley, la polvere si coherizza. Che invece fossero scariche lontane di un rocchetto, con il loro generare onde elettromagnetiche, ad eccitare e rendere conduttori i contatti imperfetti lo intuì Hughes nel 1879, zittito da illustri contemporanei. Lo affermò poi Lodge, nel 1891, che addirittura affermò che se nell’occhio si ponesse della limatura metallica, questo sarebbe sensibile alle onde radio come normalmente lo è per la luce.

Al 1891 Rosa, che fu maestro di Marconi, sperimentava con le scariche atmosferiche azionanti dei campanelli. Sperimentava, a detta del figlio, anche col tubetto a limatura di Calzecchi  ma non si capisce se era un unica esperienza o due esperienze separate (Il Biellese 1938). Queste esperienze non risultano descritte in memorie, ma si intuisce proprio da questo che dovevano essere esperienze comuni nei laboratori di fisica. Per trovarne una comunicazione si dovrà attendere Popoff nel 1895, poi il nostro Baggiolera nel 1898.

                 studi di Bertelli (1)

 Ho avuto, in proposito, anche la fortuna di il ritrovare un importante studio dell’andamento delle correnti nei solidi fatto dal padre Timoteo Bertelli pubblicato nel 1854, che, poi, rimanda a ricercatori che lo avevano preceduto.

Bertelli per le sue ricerche si avvalse di fili metallici, singoli, paralleli od incrociati a costituire una rete che simulasse un ripiano metallico, ed addirittura studiò la distribuzione di corrente in cilindri e conduttori tubolari, rilevandone deduzioni interessanti.

Dapprima si accorge che la corrente che entra in un filo esce praticamente invariata e anche se, mettendo fili paralleli tra loro, prima la corrente si divide tra di loro, poi si riunisce ed il galvanometro posto all’uscita pare segnare la stessa corrente rispetto a quella che segna posto in entrata.

Quì sarà il caso di notare che siamo nel 1854: Ohm aveva proposto  la sua famosa legge nel 1827, ma risulta che fu presa in considerazione molto più tardi. Kirkoff aveva enunciato la sua prima legge (la somma delle correnti in entrata in un circuito è uguale alla somma di quelle in uscita) nel 1845 ed anche se le notizie circolavano tra gli studiosi più rapidamente di quanto si possa credere, il concetto era pur sempre una sorpresa ed era un problema far capire ad uno studioso di quei tempi che la corrente, circolando per un conduttore, non si affievoliva lungo il percorso a causa dell’inevitabile resistenza del conduttore, come ora è difficile concepire due correnti opposte percorrenti contemporaneamente un conduttore, come vedremo nelle righe più sotto.

Bertelli inserisce nella maglia anche pile con polarità omologhe od invertite senza però collegare il fenomeno alla seconda legge di Kirkoff ma ipotizzando che sullo stesso conduttore possano circolare insieme due correnti in senso inverso, generando poi fenomeni equivalenti alla somma o differenza di tali. Addirittura nel caso dell’azzeramento della diagonale di un ponte, non sostiene che tra i due punti c’e tensione zero, ma due correnti identiche in senso inverso.

Verifica sperimentalmente che le correnti internamente ad un conduttore possono “incrocicchiarsi” contrariamente a quanto sosteneva il Nobili, ovvero che una corrente che circola in un senso può “attraversare” una corrente che circola in direzione ortogonale.

Sperimentando su di una rete metallica collegando una tensione tra due punti in diagonale,  al centro od asimmetrici, rileva particolari fenomeni di concorrenza di correnti tali che queste possono percorrere in un senso una parte del circuito, ma in dei punti circolare in senso inverso. Analogamente nei solidi e nei tubi ed in un certi punti della sezione dei solidi rileva che le correnti circolano, uguali, in senso opposto. In particolare nota la distribuzione delle correnti in ventri e nodi fissi analogamente alle risonanze nei tubi sonori. Quì si parla sempre di correnti continue, di conseguenza la corrente è equamente distribuita nella superficie della sezione e non si condensa verso la superficie come era stato già notato per le scariche della bottiglia di Leyda o del fulmine (l’attuale effetto pelle).

Nobili aveva fatto ricerche analoghe sull’andamento delle correnti in liquidi conduttori come il mercurio o soluzioni di acetato di piombo ottenendo risultati diversi.  Costituì, in un caso, una canaletta contenente mercurio, terminante in due elettrodi solidi afferenti ai due estremi della canaletta stessa. Immerse nel mercurio, a profondità e posizioni diverse gli elettrodi di un galvanometro e da questo rilevava la distribuzione della corrente che appare uniforme per tutta la lunghezza e profondità del liqido. Nel caso di forti correnti notò irregolarità sulla superficie del mercurio che dimostravano come si distribuiscono le correnti. Altrimenti, in alternativa al galvanometro, osservava la quantità ed il colore del deposito elettrolitico sugli elettrodi collocati nei vari punti di un liquido. Ricordiamoci che il galvanometro apparse più tardi delle prime esperienze in questo campo. Nelle soluzioni di acetato il deposito elettrolitico, per la quantità e per il colore dipende dalla intensità della corrente; da quest’ultime esperienze avrebbe notato che le correnti non possono “incrocicchiarsi”. Negli esperimento nota, tra l’altro, degli anelli che si depositano nella superficie metallica sul fondo della bacinella, analogamente a quello che aveva notato Priestley (anelli di Priestley) nelle superfici sottoposte a scariche elettriche; ma per quest’ultime non si capisce se siano deposito sul metallo od alterazione dello stesso. Nobili indaga sul fenomeno e realizza la metallocromia: facendo passare corrente su di una lamina metallica immersa in soluzioni conduttrici e sistemando gli elettrodi in posizioni particolari ottiene sulla lastra motivi colorati e geometrici (metallocromia) sfruttando i quali nell’800 si ricavarono oggetti di arredamento. E’ interessante l’ipotesi di Nobili che la corrente, essendo in ultima analisi una scarica di calorico, amerebbe adottare il sistema delle ondulazioni e che da questo parrebbe che ogni onda si partisse dalla pila solo quando la sua tensione arriva a vincere la resistenza del mezzo e che, come il suono è prodotto da una serie di compressioni e rarefazioni, altrettanto debba avvenire nell’elettrico che deve propagarsi analogamente nel metallo.

          Le anticipazioni di Nobili

Rimanendo vicini all’argomento che stiamo trattando, vorrei far notare che nel Volume “Nuovi trattati sopra il calorico e l’elettricità”, Modena 1822, il Nobili, in contrasto con la teoria frankliniana dell’elettrico preso come fluido od addirittura per due fluidi, positivo e negativo, come sostenuto da Symmer, esprime un concetto che ci riporta un poco all’etere: ipotizza una “materia ripulsiva”, che non è altro che il calorico, che costituisce l’atmosfera universale e pervade anche tutti i corpi; quella medesima che vibra gagliardamente sotto le scosse che riceve dai corpi luminosi, e vibrando produce i fenomeni della luce o quello del calorico. Il calore e la luce sono soltanto sottrazioni od incremento ai corpi di materia ripulsiva o, più precisamente una condensazione od una rarefazione che, quando alterata, si riporta all’equilibrio universale non diffondendosi né irradiandosi, ma per onde, ovvero per successive rarefazioni e condensazioni “.. la dilatazione si opera contro un mezzo perfettamente elastico, che si ritira bensì d’onde è cacciato, ma si ritira ondeggiando. Ogni onda che parte si propaga tutt’intorno sfericamente...”. Che la luce fosse un onda  era stato da poco ipotizzato da Fresnel.

Più avanti il Nobili ipotizza che anche l’elettrico sia un incremento o sottrazione di materia ripulsiva dagli oggetti elettrizzati. Nobili ancora non parla di elettricità dinamica, cioè di correnti, ma solo di quella statica. Si perviene pertanto ad una simiglianza tra il calorico, la luce e “l’elettrico”. Quì ritengo opportuno far notare che l’etere cosmico concepito dalle teorie più recenti, se pur ci ricorda la materia ripulsiva, fa da tramite ai fenomeni calore, luce, onde elettriche, mentre il Nobili parla di incremento o diminuzione di materia ripulsiva nei fenomeni trattati. Nasce però un dubbio: si domanda Nobili: come mai due pagliuzze elettrizzate dello stesso segno si respingono e se invece riscaldate ugualmente non lo fanno? Allora cade l’ipotesi di identicità dei due fenomeni. Molto sagacemente il Nobili ipotizza che “...mentre negli sbilanci calorifici o luminosi questi si propagano tutto intorno per onde che ritornano più o meno indietro agli ostacoli che incontrano per via, gli sbilanci elettrici si spandono dolcemente all’intorno a simiglianza di placida sfumatura che lambisce la superficie dei corpi...” permettendo all’azione attrazione o ripulsione di manifestarsi, nel calorico e nella luce, riportandosi ad un espressione di oggi, la vibrazione è più rapida ed i corpi non la possono seguire.

        il conflitto elettro-magnetico

Al tempo della pubblicazione di Nobili citata sopra, Oersted ed Ampere avevano da poco avuto le loro intuizioni sui rapporti che ci sono tra elettricità e magnetismo.Nobili segue la teoria che luce e calore siano vibrazioni, come intuito da Fresnel poco prima e parla di “conflitto elettro-magnetico”, in quanto suppone il magnetismo e l’elettricità due stati di origine diversa: l’elettrico è un apporto od una sottrazione di una “materia ripulsiva”, il magnetismo un violento vortice della materia ripulsiva suddetta. Chiaramente i due stati avranno influenza tra loro pur nascendo da un principio diverso.

Vediamo dunque che la via è giusta anche se le idee sono ancora rudimentali e che certe idee aleggiavano già da tempo nell’aria prima di essere fermate da studiosi che conosciamo. Sarebbe interessante perfezionare questo studio leggendosi le numerose Opere degli Autori ottocenteschi, cosa perfettamente realizzabile anche se straordinariamente dispendiosa. La bibliografia più completa è il Poggendorf; che nei suoi numerosi volumi usciti nell’arco del tempo, illustra il risultato dello spoglio tutte le pubblicazioni in oggetto, opere che a tutt’oggi, sparse nelle varie biblioteche,  si potrebbero rintracciare.  

Riassumendo

1746 bottiglia di Leyda

1766 macchina di Ramsden

xx Beccaria ed altri: carattere oscillatorio della scarica elettrica. La tendenza degli studiosi è di rifiutare le azioni a distanza: queste agirebbero tramite un intermediario, vedi etere.

1800 pila di Volta

ca 1818 Fresnel  scopre che la luce ed il calore hanno carattere ondulatorio, osservando i fenomeni di diffrazione che non avverrebbero se la propagazione fosse semplicemente rettilinea.

1820 Melloni ipotizza l’identità tra luce e calore

1821 Oersted scopre le relazione del magnetismo con l’elettricità

1822 studi di Nobili sull’elettrico che pare propagarsi per onde ed ipotesi della “materia ripulsiva”    

          analoga all’etere 

1827 Ohm enuncia la sua legge

ca 1827 metallocromia di Nobili

1830 ipotesi di Belli sui fenomeni elettrici nel dielettrico anticipando le ipotesi di Faraday

1831 Sturgeon realizza l’elettromagnete dal quale nascono tutte le applicazioni elettriche che ora si  

        conoscono. Prima si giocava soltanto.

1831 Faraday scopre l’induzione

1837 il primo telegrafo ad aghi.

1838 coherer di Munk

1842 ipotesi di Henry sulla oscillatorietà delle scariche

1845 legge di Kirkoff

xx studi di Sarasin,Savary e De la Rive

1847 Magrini ipotizza l’identità delle onde elettromagnetiche con le onde luminose.

1847 Helmoltz esprime l’idea che la scarica della bottiglia di Leyda sia oscillatoria

1850 Faraday, in conseguenza agli studi sul dielettrico suggerisce le ipotesi sulle onde

        elettromagnetiche sviluppate poi da Maxwell

1852 coherer scaricatore di Varley

1854  Bertelli fa uno studio sulle correnti nei conduttori

1855 Kelvin conferma che la scarica della bottiglia di Leyda è oscillatoria e ne sviluppa il calcolo

1865 Maxwell teoria dell’onda elettromagnetica

1866 rocchetto di Ruhnkmorff

1870 Von Bezold scopre le onde stazionarie sui fili conduttori

1879 esperienze di Hughes sui conduttori imperfetti

1884 coherer di Calzecchi

1886 Fossati anticipa gli sudi di Hertz

1888 Hertz realizza le sue esperienze dimostrando in pratica le ipotesi di Maxwell

1888 Lechler realizza le linee che portano il suo nome

1890 coherer di Branly

1891 Lodge stabilisce che sono le onde elettromagnetiche ad azionare il coherer

1891 esperienze di Rosa sulla rivelazione dei fulmini

1895 esperienze di Popoff

1896 successo di Marconi

(1) Da Timoteo Bertelli, “Sulla distribuzione delle correnti elettriche nei conduttori”: “ Essendo il modo di propagarsi dell’elettrico dinamico, oggetto degli studi del Faraday, Clark e Melloni ed occupandosi di presente i fisici delle applicazioni  telegrafiche, cui potrebbero dar luogo due o più correnti cospiranti o contrarie percorrenti un medesimo filo, ci siamo proposti di indagare come queste si comportino......innanzitutto ci assicurammo del contemporaneo passaggio delle correnti contrarie per un medesimo filo congiuntivo (verso le pile)....l’esame fu fatto ponendo sotto il filo conduttore un ago magnetico che sotto le azioni delle correnti medesime declinava relativamente al senso della più forte delle correnti. Nella parte del filo percorso da una sola delle correnti  si ha tutta la intensità mentre nell’altra la differenza delle due correnti.....

Avendo poscia interrotto il filo congiuntivo collo stralciarne una parte lunga un metro ed a questa    sostituiti due fili di ugual lunghezza ed anche di diversa grossezza, vedemmo che le correnti, siano semplici o multiple, giunte al  punto di divisione dei fili, si bipartono esse pure senza separarsi e cioè anche le correnti contrarie esistono insieme simultanee in ognuno dei due fili. Ciò contraddirebbe la teoria di Ampere della mutua repulsione di due correnti parallele dirette in senso contrario dicendo che non è la materia animata dalle correnti che patisce repulsione e no, già il fluido elettrico (questo in senso lato perché già al tempo non si immaginava più l’elettricità essere un fluido.) In ogni caso l’intensità della corrente prima di entrare e dopo l’uscita è prossimamente uguale...”

Quì il Bertelli sperimenta su lamiere di zinco, su cerchi, su triangoli traversati da fili paralleli o disposti a rete, su tubi e su solidi cilindrici. Nota i vari percorsi e le variazioni d’ intensità nei vari punti  in particolare l’esistenza di una linea 

neutra in, tutte le forme sperimentate, percorsa da due correnti uguali e contrarie “..... questo modo di irraggiarsi dell’elettrico ed altre considerazioni che verremo esponendo, ci fanno inclinare all’opinione di Melloni e di altri fisici, i quali pensarono che il fluido elettrico si propaghi ad onde nell’interno dei corpi (attenzione: quì si parla di correnti continue stabili, non di impulsi di corrente nel qual caso era già stato notata la formazione di onde elettriche). Ora posta questa ipotesi che l’elettrico si propaghi a guisa delle vibrazioni dei corpi sonori, dove avverrebbero i nodi ed i ventri di vibrazione elettrica?.......“. L’autore illustra in due figure la disposizione delle correnti nei vari punti di una lamiera dal quale la figxx

Nello studio della propagazione nei solidi Bertelli arriva anche ad altre deduzioni, come il paragone della sfera terrestre con il solido analogo con le direzioni che prendono le correnti in esso, che un conduttore messo in contatto con uno nel quale circola corrente anche se non chiude un circuito prende parte al circuito stesso e sarà compreso nel circuito della corrente medesima.

Bertelli conclude  stralciando una parte di un filo nel quale circola corrente elettrica e sostituendolo con una massa metallica di 200 libbre della stessa lunghezza della parte stralciata, notando nessuna variazione di corrente nel filo congiuntivo. Da questo conclude che la corrente telegrafica potrebbe aver luogo anche in condutture dell’acqua o del gas e nei binari metallici. A dimostrazione del fatto usò i binari della ferrovia tra Firenze e San Donnino per comunicazioni telegrafiche, anticipando l’uso della telesegnalazione nelle ferrovie.

“...Le considerazioni esposte sembrano convalidate dalla nodosità che si formano in tratti di fili metallici che hanno servito al passaggio di forti correnti, la superficie ondulata che acquistano i dischetti di rame e zinco nella pila a colonna, le apparenze cromatiche sulle lamine metalliche ed i movimenti del mercurio notati negli esperimenti di Nobili......ai ventri dei massimi di oscillazione nel mercurio corrispondono gli infossamenti orbicolari da lui notati e l’increspamento ai limiti precisi che separano in linea simmetrica le apparenze orbicolari......quindi il mercurio così sollecitato ci richiama alla mente l’analogia delle lamine sonore cosparse di polveri fatte vibrare da un archetto delle esperienze di Savart....del resto le nostre esperienze confermano quelle di Nobili, nonostante questi che non credeva possibile che le correnti godessero la proprietà dei raggi luminosi e calorifici di incrociarsi liberamente senza imbarazzarsi le une con le altre. Ma l’incrocicchiarsi liberamente delle correnti è per noi un fatto ed una deduzione legittima.....”

Nobili sperimentava con quattro piastre immerse in un recipiente pieno di acetato di piombo e notava dallo strato colorato depositatosi sui vari punti delle piastre che le correnti non potevano incrociarsi in quanto circolavano come in figura. Quello del deposito elettrolitico era il metodo che  questo studioso usava per notare e misurare le correnti, allora non c’era tanta scelta di strumenti di misura tanto più che le indicazioni dei galvanometri non erano lineari ma seguivano la legge del seno degli angoli.

(2) Giuseppe Belli, Calasca 1791, Pavia 1860, mostrò la natura oscillatoria della scarica elettrica dei condensatori (1830) ed anticipò, sconosciuto, le idee di Faraday con una pubblicazione del 1831.

(3) Luigi Magrini (Udine 1802, Firenze 1868), studiò in Padova scienze fisiche e matematiche ed in quell’Università le insegnò. Passò a Venezia e, nel 1837, là sperimentò un suo telegrafo elettromagnetico. A Milano riprese gli studi sulle correnti elettriche e nel 1841 lesse all’Istituto Lombardo una memoria sulla proprietà dei conduttori di trasmettere contemporaneamente correnti voltaiche diseguali e contrarie senza alterazioni sensibili. Nel 1844 dimostrò sperimentalmente che un filo o è percorso realmente da correnti contrarie o presenta effetti che equivalgono ad una trasmissione in opposte direzioni. Nel 1863 fu chiamato ad insegnare al Museo Fiorentino. Tralascio gli altri suoi numerosi studi sull’elettromagnetismo, su la musica, sulle apparecchiature telegrafiche ed elettromedicali.

Nel giornale dell’Istituto Lombardo, nel 1852 Magrini scrive: “Mi sono determinato di pubblicare adesso li detti studi, già da qualche anno comunicati a questo Corpo Accademico, perchè veggo alcuni fisici d’oltremonte occuparsi attualmente con calore del medesimo oggetto....da ciò un indizio a far pensare che il principio delle vibrazioni, calorico, luce, elettricità possono essere coordinati come ad un origine comune”

Magrini il 3 aprile del 1844 dettò una memoria intitolata ”sulle proprietà dei conduttori di trasmettere contemporaneamente correnti voltiane disuguali e contrarie senza alterazione sensibile” Il sistema venne verificato qualche anno dopo su vasta scala da Brèguet e Gounelle, nel 1847, nella tratta telegrafica tra Parigi e Rouen.

Non crede l’Autore che l’ipotesi dei due fluidi elettrici possa spiegare la coesistenza di correnti contrarie nello stesso filo, negando l’azione a distanza tra molecole ma, piuttosto, con un agente intermedio che, ora, identifichiamo con l’etere.

“ Numerosissimi fenomeni ci inducono a pensare che non solo nelle masse, ma nelle minutissime particelle dei corpi divenute imponderabili, un moto intestino, un tremito vibratorio di cui possiamo avere una grossolana immagine osservando un liquido in fermentazione....e perciò nel contatto di due corpi deve succedere una collisione fra i rispettivi ordini di tremito.......” Stima il Magrini “....dipendere i fenomeni elettrici dalla comunicazione di questo tremito primitivo alle molecole dell’etere condensato nei corpi,... veggo perciò nel mio concetto il trasferimento di tale agitazione effettuarsi nei conduttori in maniera analoga alle vibrazioni sonore e propagarsi per urti simpatici nei corpi che si trovano a contatto......La colonna o massa di etere esistente del reoforo sarà suscettibile di ricevere alle due estremità scuotimenti e trasmetterli nella loro integrità, in quella guisa che una serie di palle elastiche riceve e trasmette, senza alterazione, urti differenti ed opposti prodotti simultaneamente sulle palle estreme......... per conseguenza nei conduttori si formeranno punti di riposo e centri di scuotimenti, linee nodali e ventri, interferenze e battimenti.......fenomeni osservati anche da Savary e da Marianini osservando le diverse disposizioni e le diverse polarità magnetiche acquistate dagli aghi collocati a differenti distanze da un conduttore sollecitato dalla scarica di una bottiglia di Leyda....ecco l’embrione di una teoria per la quale i fenomeni delle elettricità potranno essere coordinati con quelli della luce e del  calore raggiante......” in una memoria del luglio 1847 il Magrini afferma che nello stesso modo si propaga l’induzione elettrostatica nei coibenti.

L’Autore prende in esame anche l’induzione generata dalla scarica di una bottiglia di Leida ad una certa distanza da un elettrometro e nota che “...non solo la natura, ma anche la forma del corpo interposto sembra modificare l’intensità dell’induzione e che la forma cilindrica abbia la proprietà di far convergere i raggi elettrici....che si comportano come penetranti la massa del corpo piuttosto che propagantisi sulla sola superficie....” anticipando Righi di molti anni. Appare dunque sempre più chiara l’analogia fra le azioni della luce e quelle dell’elettricità.

Sempre nel 1847 Magrini descrive delle esperienze nelle quali scaricando una batteria su di un filo di seta ricoperto di una sottile pellicola di oro, quest’ultima appariva interrotta dalla scarica a distanze uguali, analogamente alle difforme disposizione degli aghi notate da Savary, anche se non ne ricavò alcuna legge. Von Bezold dimostrò nel 1870 che le onde elettriche su di un filo hanno determinata velocità e formano un onda stazionaria; Lechler realizzò le famose linee che portano il suo nome e che rispecchiano il fenomeno osservato dal Magrini, solo nel 1888.

Chi à stato?

Nei testi si affida la priorità di un’invenzione con una leggerezza che fa contrasto proprio con i metodi usati dagli studiosi ai quali l’affidiamo: il caso Italia nel ventennio fascista, nel quale la ricerca storica aveva lo scopo di affidare all’Italia ogni invenzione, è ormai sepolto, anzi, l’erba del vicino è più verde della nostra. In altri paesi invece il criterio era ed è rimasto quello del nostro ventennio.

Se vogliamo essere imparziali la faccenda diviene piuttosto complessa. Vediamo cosa ne dice un inventore, Werner Von Siemens che parla della situazione della seconda metà dell’ottocento, periodo particolarmente fecondo di invenzioni riguardanti l’elettricità:

“....innanzitutto si deve ammettere che è quasi impossibile seguire completamente l’enorme materiale costituito dalle pubblicazioni di natura scientifica date alle stampe negli ultimi decenni del secolo, tanto più se si considera la molteplicità delle lingue usate, ne chi dedica tutto il proprio interesse ai lavori scientifici,  ne trova per seguire attentamente ciò che viene conseguito e, tanto meno, per occuparsi del passato. Pertanto, senza saperlo, si può ripetere un’invenzione concepita da qualcun altro, o, viceversa, qualcuno può carpirvi un’invenzione, innocentemente o no. In Germania ed in Prussia ancora non c’era una legislazione specifica per le invenzioni, tanto più che eravamo occupati a lavorare piuttosto che a documentare la nostra priorità sulle invenzioni od i miglioramenti apportati.......”

D’altro canto, per lo storico, scovare l’effettiva priorità di un’invenzione cozza proprio col fatto di cui sopra, considerando anche che molte invenzioni sono frutto di oscuri scolari od assistenti, carpite dai pesci più grossi.

Noi, già in questo testo, abbiamo accennato a studiosi che con le loro ipotesi hanno anticipato certe invenzioni, ma non hanno portato avanti il discorso per impossibilità di ordine pratico, economico, o di carattere personale od addirittura perchè non erano consci del valore del ritrovato.

pertanto vediamo tutto con un “granello di sale”.

bramanti carlo agosto2004