La bottiglia di Leida. Lezioni d'autore di Claudio Cigognetti

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1 La bottiglia di Leida Lezioni d'autore di Claudio Cigognetti

2 INTRODUZIONE (I) VIDEO

3 INTRODUZIONE (II) VIDEO

4 INTRODUZIONE (III) Affrontare l elettricità dal punto di vista settecentesco permette di descrivere macchine, fenomeni e materiali quasi mai citati nei manuali. Le tavole delle esperienze di elettricità del secolo dei Lumi danno un idea della fisica sperimentale dimostrativa che ancora oggi riproduciamo nei nostri laboratori. A destra, Tavola tratta dalle Lezioni di fisica sperimentale di J. A. Nollet. In essa è evidente la sorgente dell elettricità (un globo in vetro rotante strofinato dalle mani), i conduttori metallici sospesi con fili isolanti, le proprietà del corpo umano carico (tramite il contatto con una catena) e isolato da terra con una piattaforma, le scariche nell aria, l attrazione di materiali leggeri verso bacchette o corpi carichi.

5 INTRODUZIONE (IV) A destra, Frontespizio del 1750, tratto dall opera dell abate Nollet: Essai sur lélectricitè des corps. Si noti come la dimostrazione delle esperienze di elettricità avvenisse nella metà del Settecento spesso in case private coinvolgendo il gentil sesso (al proposito è famoso il bacio elettrico ideato da Georg Matthias Bose). Ritornando all illustrazione, sulle pareti del salone è rappresentata una ricca collezione di strumenti scientifici.

6 INTRODUZIONE (V) Tavola, del volume A complete treatise of electricity, di Tiberio Cavallo del Gli apparecchi (batteria di bottiglie di Leida, scaricatore, elettrici e conduttori, macchina elettrica, tubi luminosi, elettrometro) sono probabilmente quelli utilizzati nella bottega inglese dell ideatore di strumenti napoletano.

7 JEAN-ANTOINE NOLLET (I) La capacità di attrarre un cospicuo pubblico (studenti per le Università, spettatori paganti per le dimostrazioni) grazie a esperienze spettacolari fu un tratto distintivo della nuova filosofia naturale dei fluidi che si andò affermando nel corso del secolo, allontanandosi dalla meccanica razionale. Esponente di questa nuova classe di fisici sperimentali non più attratta dalla bellezza della geometria fu Jean-Antoine Nollet.

8 JEAN-ANTOINE NOLLET (II) Le sue Lezioni, raccolte in sei volumi ( ), e le famose dimostrazioni nei salotti aristocratici riguardavano principalmente la nascente scienza dell elettricità. Il cuore delle esperienze qualitative era un generatore di elettricità costituito da un globo in vetro posto in rapida rotazione da pulegge; la principale, una ruota azionata manualmente, era collegata, con una fune, a una più piccola, secondaria, fissata all asse del telaio della sfera. Lo sfregamento delle mani dello sperimentatore (isolato da terra con uno sgabello) sulla superficie sferica caricava il vetro e in un secondo momento erano messi a contatto con la sorgente dei conduttori (una catena appesa al soffitto con fili di seta, una persona sospesa tramite corde su una tavola di legno, ).

9 JEAN-ANTOINE NOLLET (III) Una tipica esperienza settecentesca di Nollet. L abate, isolato dal pavimento con uno sgabello con piedini in vetro, con l aiuto di un assistente e della macchina elettrica, carica per strofinio il globo di vetro e per contatto una bacchetta. Trasferisce quindi la virtù elettrica a un uomo sospeso da terra e infine mostra a una dama e al pubblico la scarica tra un conduttore e un corpo carico isolato.

10 JEAN-ANTOINE NOLLET (IV) La spettacolarità dei fenomeni (la capacità di attrarre e respingere piccoli oggetti, l orientazione dei capelli o di piccoli fili, i bagliori e le scintille) codificata anche attraverso numeri: il bacio elettrico, la beatificazione o incoronazione, conferiva grande popolarità alla disciplina. Illustrazione della beatificazione o incoronazione elettrica tratta da un libro del L effetto in termini moderni può essere così descritto: il piatto metallico collegato al generatore elettrico induceva nella corona una carica. L interno della stessa contenente aria a bassa pressione emetteva un vivido bagliore.

11 LA BOTTIGLIA DI LEIDA (I) Tra il 1745 e il 1746, una nuova esperienza rivoluzionò la fisica dell elettricità. Probabilmente Ewald Georg von Kleist e Andreas Cunaeus indipendentemente furono gli sperimentatori degli effetti del dispositivo. Solo Pieter van Musschenbroek comunicò all Accademia di Parigi nel gennaio del 1476 il fenomeno. Immediatamente Nollet parlò di esperienza di Leida e coniò il termine bottiglia di Leida.

12 LA BOTTIGLIA DI LEIDA (II) Per studiare l elettrificazione dell acqua, il liquido contenuto in un piccolo recipiente in vetro era stato posto a contatto con un conduttore caricato da una macchina elettrica. Una mano dello sperimentatore, non isolato da terra, sorreggeva la bottiglia, l altra avvicinandosi al conduttore carico riceveva una scossa fortissima (tanto che il filosofo naturale affermava nel suo annuncio agli accademici che non avrebbe ripetuto l esperienza su di sé). Jean-Antoine Nollet in una tavola di un suo libro del 1746 illustra la scoperta della bottiglia di Leida

13 L abate Nollet dal canto suo aggiornò le sue dimostrazioni con una catena umana attraversata da una scarica quando le persone ai capi della catena toccavano le due estremità: vetro e conduttore. LA BOTTIGLIA DI LEIDA (III)

14 FRANKLIN MIGLIORA LA BOTTIGLIA DI LEIDA La scoperta portò a un intensa sperimentazione e in pochi anni, grazie soprattutto a Benjamin Franklin, si capì che l acqua poteva essere eliminata e che la forma del vetro era inessenziale. Tanto che l americano presentò un dispositivo analogo costituito semplicemente da due metalli chiamati armature e da una lastra di vetro. L evoluzione della bottiglia di Leida. Una lastra di vetro piana è ricoperta da due armature metalliche, una di esse è caricata per contatto, infine, per mostrare la scarica, tramite un altro conduttore sono toccate la seconda armatura e la catena. Da una tavola di Nollet del 1765

15 MACCHINE ELETTROSTATICHE E BOTTIGLIA DI LEIDA (I) L applicazione delle batterie (di bottiglie di Leida) alle macchine elettriche portò, uno dei principali costruttori di strumenti scientifici inglesi, Edward Nairne, nel dicembre 1773, alla presentazione alla Royal Society di una macchina con oltre sessanta bottiglie di Leida capace di far evaporare sottili fili metallici. Macchina elettrica di Nairne

16 MACCHINE ELETTROSTATICHE E BOTTIGLIA DI LEIDA (II) Nel 1785 Martin van Marun a Leida fece costruire la più grande macchina elettrica settecentesca con 100 bottiglie, con elettrodi distanti sessanta centimetri tra i quali scoccavano lunghissime scintille. La più potente macchina elettrica del Settecento era realizzata con una batteria di 100 bottiglie di Leida

17 FINE