Esperienza - spettacolo a cura di Paolo Brenni

Liceo Classico P. Sarpi - Aula di Fisica - 25 settembre 2012

 

L’occasione delle Giornate Europee del Patrimonio 2012 ha consentito agli studenti del Liceo Paolo Sarpi e al pubblico interessato, raccolti nei banchi disposti ad anfiteatro dell’aula di fisica della scuola, di assistere alla realizzazione di storiche esperienze didattiche sulle oscillazioni elettriche ad alta frequenza, condotte da Paolo Brenni, esperto di strumentazione scientifica conferenziere - dimostratore. Le esperienze sono state precedute da una breve sintesi storica, che ha chiarito l’ambito della ricerca fisica nel quale i vari apparecchi, appartenenti al Gabinetto di Fisica del Liceo e disposti sul lungo bancone di marmo dell’aula di fisica, erano utilizzati negli anni a cavallo tra la fine dell’Ottocento e i primi anni del Novecento.

La presentazione storica del relatore prende l’avvio dal grande rocchetto Ruhmkorff, strumento presente in tutti i laboratori di fisica di quegli anni. La bobina a induzione inventata negli anni 30 dell’Ottocento e perfezionata verso il 1850 dal costruttore di strumenti Heinrich Daniel Ruhmkorff (1803-1877) è essenzialmente un trasformatore che permette di ottenere tensioni molto elevate. La sua diffusione a partire dalla seconda metà del secolo permise lo studio della scarica elettrica nei gas rarefatti contenuti in tubi di vetro; il miglioramento delle pompe a mercurio dovuto a Heinrich Wilhelm Geißler (1814–1879) consentì di ottenere gradi di vuoto sempre più elevati e, conseguentemente, l’osservazione di nuovi fenomeni luminosi. Lo stesso Geissler realizzò tubi aventi forme diverse e contenenti vari gas nei quali le scariche prodotte erano sempre più belle e appariscenti. Nei tubi in cui il grado di rarefazione dell’aria era ancora più elevato, William Crookes (1832 - 1919) mise in luce i raggi catodici e gli effetti della loro propagazione.

Si inserisce in questo filone di ricerche la scoperta dei raggi X avvenuta nel 1895 da parte di Wilhelm Konrad Röntgen (1845 –1923); questi raggi, allora di origine sconosciuta prodotti in un tubo a vuoto, avevano la capacità di oltrepassare la carta, il legno, l’alluminio e molte altre sostanze normalmente opache alla luce. La loro proprietà di impressionare lastre fotografiche determinò la nascita della radiografia.

La formulazione delle leggi dell’elettromagnetismo dovuta a James Clerk Maxwell (1831-1879), pubblicate nel 1873 nel Trattato sull’Elettricità e il Magnetismo, diede una giustificazione teorica ai fenomeni osservati fino ad allora e previde l’esistenza delle onde elettromagnetiche, la cui verifica sperimentale avvenne solo nel 1888 ad opera di Heinrich Hertz (1857-1894); a partire da tali esperienze furono fatti grandi progressi nell’applicazione delle onde hertziane alla telegrafia senza fili, grazie a Oliver Lodge (1851 –1940), Augusto Righi (1850-1921) e soprattutto a Guglielmo Marconi (1874 –1937).

Le esperienze realizzate da Nikola Tesla (1856-1943) con correnti ad alta tensione e alta frequenza, davvero spettacolari perché riproducevano fulmini e scariche elettriche nell’aria, diedero l’avvio alla realizzazione di dispositivi che, utilizzando correnti ad alta frequenza, che non provocano né dolore, né contrazioni muscolari, vennero impiegate con alterni risultati nella cura delle più disparate patologie.

I costruttori di apparecchi scientifici realizzarono anche per i laboratori di fisica strumenti che permettessero di effettuare esperienze con correnti ad alta tensione e alta frequenza, così attuali per l’epoca. Ne è un esempio la ditta tedesca Max Kohl, di Chemnitz, dalla quale il Liceo Sarpi acquistò nei primi anni del Novecento alcune apparecchiature adatte alla riproduzione di questo tipo di esperienze. Gli strumenti, ancora oggi conservati nel Gabinetto di Fisica, hanno acquistato un interesse storico, che rende possibile il loro utilizzo solo in casi eccezionali e da mani esperte, quali quelle di Paolo Brenni.

Alla grande bobina a induzione (figura 1) sono stati collegati i tubi a vuoto dalle forme più strane, come ad esempio il tubo Geissler raffigurante un cagnolino (figura 2), che si sono illuminati con vivaci colori; è stato poi realizzato un circuito di sintonia mediante il collegamento della bobina con le bottiglie sintoniche di Lodge (figura 3) che hanno riempito l’aula di fisica con il crepitio delle scintille eccitate fra le loro armature; sono stati collegati al rocchetto il trasformatore di Tesla e successivamente il trasformatore di Oudin che hanno consentito al pubblico di toccare con mano le scariche elettriche ad alta frequenza che si sprigionavano dalle bobine del trasformatore; infine il collegamento della grande bobina di Seibt (figura 4), ha permesso di visualizzare le onde elettromagnetiche stazionarie, mediante le scintille e gli effluvi elettrici che si formavano in determinati punti e a distanze regolari, lungo i fili della bobina.