Fonti bibliografiche principali

 

 

 

 

Ròiti Antonio, Elementi di Fisica, voll.1 e 2, Successori Le Monnier, Firenze, 1887.

 

Dessau Bernardo, Manuale di Fisica, voll. 1,2 e3, Società Editrice Libraria, Milano, 1928.

 

Abraham Henri, Recueil d'experiénces de physique, Gautier-Villars et Cie, Paris, 1923.

 

Venturoli, Elementi di meccanica e d'idraulica, 3° ed., Milano, 1817.

 

Perucca Eligio, Guida pratica per esperienze didattiche di fisica sperimentale, Nicola Zanichelli Editore, Bologna, 1937.

 

Gamow George, Biografia della fisica, Biblioteca della EST Mondadori, Milano, 1976.

 

Hackmann Willem D., Museo di Storia della Scienza di Firenze Catalogue of Pneumatical, Magnetical and Electrical Instruments, Giunti 1995.

 

Brenni Paolo, Museo di Storia della Scienza di Firenze Catalogue of Mechanical Instruments, Giunti, 1995.

 

Albertazzi Bossi Pia, Esercitazioni voll. 1 e 2, Angelo Signorelli Editore, Roma, 1965.

 

Galilei Galileo, Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno a due nuove scienze attinenti alla mecanica ed i movimenti locali a cura di Enrico Giusti,

Giulio Einaudi Editore, Torino, 1990.

 

Bernal John D., Storia della fisica, Universale scienza e tecnica-Editori Riuniti, Roma, 1983.

 

Catalogo Paravia, Fisica e collezioni di chimica, Torino, 1967.

 

Geymonat Ludovico, Storia del pensiero filosofico e scientifico, Garzanti Editore, Milano, 1983.

 

Mattone Annibale, Crespi Rodolfo, Liborio Giuseppe, Minerali e rocce , Mondatori, 1981

 

Hochleitner Rupert, Fotoatlante dei minerali e rocce,Zanichelli, 1984

 

Arrigoni Oreste, Elementi di biologia vegetale,Ambrosiana Milano, 1973

 

Girdle B. Brian, Freeman W. H., Au atlas of plant structure,Heinemann Educational Boocs London, 1981

 

Montalenti Giuseppe, Giacomini Valerio, Biologia, Sansoni, 1985

 

Ròiti Antonio, Elementi di Fisica, vol.1, Successori Le Monnier, Firenze, 1887

 

Catalogo di sussidi didattici, Paravia, 1939

 

Catalogo multimediale, Istituto e Museo di Storia della Scienza di Firenze, 2004

 

G. Dragoni, S.Bercia, G. Gottardi, Dizionario Biografico degli scienziati e dei tecnici,  Zanichelli , 2004

 

Note storiche

 

 

Vernier Pierre (Ornans 1580 –  ivi 1637)

Matematico e militare francese . Nella sua opera Costruzione, uso e proprietà del nuovo quadrante matematico (1631) descrisse un dispositivo da applicare a vari strumenti di misura per la lettura di precisione dei valori, in seguito detto verniero.

 

Nunes Pedro (lat. Petrus Nonius) (Alcacer do Sal 1492 – Coimbra 1557)

Matematico e cosmografo portoghese, cartografo reale. A lui si deve l’introduzione del concetto di lossodromia in navigazione. Realizzò uno strumento per la misurazione degli angoli, chiamato nonio dal suo nome.

 

Mach Ernst (Turas 1833 – Haar 1916)

Filosofo e fisico tedesco. Fondatore con R. Avenarius dell’empiricriticismo. La rigorosa critica epistemologica da lui portata ai principi newtoniani della dinamica rivestì un ruolo fondamentale nella nascita della meccanica relativistica: nel suo trattato La meccanica nel suo sviluppo storico – critico (1883) il concetto di massa inerziale (che fa dipendere la massa dal concetto di forza) fu sostituto da quello di rapporto delle masse di due corpi.

In particolare Mach cercò di stabilire per via sperimentale se il senso riesca a farci conoscere immediatamente, senza intervento alcuno dell’intelletto, relazioni di spazio e di tempo e corpi in movimento. Il riconoscimento del valore precorritore che hanno i sui studi, iniziati intorno al 1870, sul moto dei corpi a velocità supersoniche è stato chiamato numero di Mach quel numero M caratteristico che esprime il rapporto fra la velocità di un mobile in un fluido e la velocità del suono in quel fluido.

 

Watt James (Greenoch 1736 – Heathfield 1819)

Ingegnere e inventore britannico. Autodidatta, lavorò come costruttore di strumenti di precisione a Londra e Glasgow, ove perfezionò (1765)la macchina a vapore a effetto semplice di Newcomen per migliorarne il rendimento. Propose e brevettò l’aggiunta di un condensatore separato, grazie al quale il vapore non veniva più condensato nel cilindro, che poteva così mantenere costante la sua temperatura. Ideò l’indicatore di pressione dello stantuffo, un regolatore centrifugo della velocità di afflusso, il meccanismo epicicloidale per trasformare il moto alternativo in moto rotatorio, il parallelogramma articolato per lo sfruttamento del doppio effetto. A lui è dedicata l’unità di misura della potenza nel S.I.

Il suo regolatore centrifugo regolava la velocità di rotazione dell’albero motore in modo da mantenere costante il numero dei giri. Era formato da due sfere collegate in alto all’albero del motore tramite due bracci rigidi; in basso le due sfere erano collegate ad un anello inserito attorno all’albero e libero di scorrere su di esso verticalmente. L’anello, a sua volta, era collegato ad una valvola che immetteva vapore: questa si chiudeva quando l’anello si alzava e si apriva quando l’anello si abbassava. Il regolatore veniva messo in moto dall’albero motore. Se la velocità del motore aumentava, aumentava di conseguenza la reazione centrifuga che spingeva le due sfere verso l’esterno, allontanandole l’una dall’altra; l’anello che le univa era costretto a sollevarsi e chiudeva o diminuiva l’immissione del vapore, facendo rallentare il motore. Viceversa, se il motore girava troppo lentamente, al diminuire della velocità angolare diminuiva anche la forza centrifuga e le sfere si abbassavano, a causa del loro peso, avvicinandosi l’una all’altra. Questo costringeva l’anello a spostarsi verso il basso permettendo una maggiore apertura della valvola del combustibile e quindi una maggiore efficienza del motore

 

Foucault Jean Bernard Léon (Parigi 1819 – ivi 1860)

Fisico francese. Direttore dell’osservatorio di Parigi, studiò con A. Fizeau i fenomeni ottici e calcolò con buona precisione, con metodi non astronomici, la velocità della luce, esprimendone la variazione in funzione dell’indice di rifrazione del mezzo attraversato ed eseguendone la misurazione diretta nell’acqua (1860). Effettuò ricerche di elettromagnetismo descrivendo le correnti parassite, dette appunto correnti di Foucault, che si generano in campo magnetico, il cui flusso attraverso un conduttore varia nel tempo.

Nel 1851, lavorando per il Bureau des Longitudes, eseguì la famosa prova della rotazione terrestre. Nel Panthéon di Parigi Foucault utilizzò un pendolo sferico (che può oscillare sulla superficie di una sfera) consistente in una massa di 28 kg sospesa ad un cavo di 60 m. Segnando sul pavimento le posizioni dei punti tra cui il pendolo oscillava in istanti successivi, il piano di oscillazione sembrava spostarsi progressivamente, come se ruotasse in senso orario intorno ad un asse verticale: in realtà a ruotare in senso antiorario era il pavimento, che segue il movimento della Terra. La velocità di rotazione del piano di oscillazione del pendolo di Foucault dipende dalla latitudine a cui viene condotto l’esperimento: al Polo Nord il piano ruota di 360° ogni giorno, in Italia di 254° ogni giorno, all’equatore resta fermo.

 

Maxwell James Clerk (Edimburgo 1831 – Cambridge 1879).

Fisico britannico. A Edimburgo iniziò i suoi studi di ottica sulla composizione dei colori. I lavori di W. Thomson e di M. Faraday lo indussero a studiare i fenomeni dell’elettricità e del magnetismo, esponendo i primi risultati nella memoria Sulle linee di forza di Faraday (1865). Dal 1856 al 1859 si occupò della teoria cinetica dei gas, in seguito all’interesse destato in lui da uno studio sull’origine degli anelli di Saturno. Tra il 1860 il 1865 Maxwell iniziò la sistemazione teorica dei fenomeni elettromagnetici. Riprendendo le osservazioni di Faraday sull’etere ed espose, nel Trattato sull’elettricità e sul magnetismo del 1873, un modello matematico di base al quale le azioni elettromagnetiche subite da un corpo in presenza di cariche in moto dipendevano dalle modificazioni fisiche della regione di spazio circostante, propagatesi a velocità finita. Nel concetto di campo elettromagnetico così introdotto e descritto matematicamente (equazioni di Maxwell), tale velocità di propagazione, nel vuoto, diveniva uguale alla velocità c della luce ed era funzione solo delle costanti elettrostatica e magnetica.: iniziava così la moderna teoria elettromagnetica della luce. Tali equazioni, contrariamente a quelle di Newton relative alla meccanica classica, introducevano però il concetto di invarianza rispetto al cambiamento di riferimento scelto, costituendo così il punto di partenza per la nascita della meccanica relativistica

 

von Guericke Otto ( Magdeburgo 1602 – Amburgo 1686)

Matematico e ingegnere tedesco. Svolse ricerche sul vuoto utilizzando una macchina pneumatica da lui ideata. Scoprì che le onde sonore non si propagano nel vuoto. Verificò l’esistenza della pressione atmosferica con l’esperienza degli emisferi (1655). Le sue concezioni sullo spazio cosmico vuoto influenzarono la nozione newtoniana di spazio e la meccanica di J. Keplero.

 

 

Daniell  John Frederic (Londra 1790 – ivi 1845).

Fisico e chimico britannico. Si occupò di elettrolisi e di mineralogia. Inventò l’igrometro e la pila che porta il suo nome, i cui elettrodi di zinco e di rame pescano direttamente in due soluzioni separate da un setto poro che ne impedisce la mescolanza ma non il passaggio di ioni, riducendo il fenomeno della polarizzazione.

 

Bramah John (1748-1814).

Tecnico e inventore inglese. Costruttore di macchine utensili,  si devono a lui varie invenzioni pratiche, tra cui una serratura di sicurezza, una pressa idraulica, ecc.. Può essere considerato uno dei pionieri dell’industria meccanica di precisione.

 

Helmotz Herman Ludwig Ferdinand ( Postdam 1821 – Berlino 1894)

Fisico, fisiologo e matematico tedesco. Formulò il principio di conservazione dell’energia con la famosa memoria Sulla conservazione dell’energia (1847) in cui spiegò come i fenomeni fisici possono essere deducibili da trasformazioni energetiche, ed espresse il concetto di energia potenziale. Nelle tre memorie Sull’elettrodinamica (1870 – 74) espose le sue teorie in elettromagnetismo cui estese il principio di conservazione dell’energia, calcolando inoltre la velocità di propagazione dei fenomeni elettrici. Con lo studio delle equazioni dei vortici idrodinamici e dei moti dell’atmosfera, pose le basi della attuale meteorologia fisica. Svolse importanti ricerche in matematica cercando di stabilire i fondamenti della geometria in relazione alle geometrie non euclidee.

Studioso di fisiologia del sistema nervoso, in acustica studiò la risonanza selettiva dell’udito ed ideò i risonatori di Helmotz, dispositivi acustici che permettono di analizzare i suoi secondo le varie componenti armoniche. In ottica indagò i meccanismi dell’accomodazione oculare e della percezione cromatica.

 

Nobili Leopoldo (Trassilico 1787 – Firenze 1835)

Fisico italiano. Costruì nel 1825 il primo galvanometro astatico, cioè indipendente dal campo magnetico terrestre. Interessandosi di elettromagnetismo ed elettrochimica, nel 1830 ideò per primo la pila termoelettrica.

 

Ramsden Jesse (Salterhebble 1735 – Brigthon 1916)

Fisico britannico. Costruttore di dispositivi di precisione, realizzò un micrometro filare, utilizzato negli archi di misura dei sestanti e delle circonferenze geodetiche; perfezionò dilatometri per strumenti ottici e teodoliti e costruì una macchina elettrostatica a strofinio (1768).

 

Volta Alessandro (Cammago, Como 1745 – ivi 1827)

Professore di fisica a Pavia. Nel 1775 realizzò l’elettroforo, grazie al quale,con una carica relativamente bassa, poteva caricare una bottiglia di Leida quanto voleva. Sapeva anche attraverso l’uso dell’elettroforo, il quale di fatto era un amplificatore poteva rilevare quelli che oggi chiameremmo “potenziali” molto bassi. Amplificava i potenziali molto bassi fino a renderli sufficientei a far funzionare un elettrometro. In questo modo Volta, prima mise a punto il metodo per amplificare le differenze di potenziale e poi scoprì che le differenze di potenziale degli esperimenti di Galvani erano dovuti al fatto che si usavano metalli differenti. Infatti aveva già mostrato l’esistenza del potenziale di contatto fra metalli diversi messi a contatto (effetto Volta) e si domandò se l’elettricità animale non fosse altro che l’effetto di questo potenziale di contatto. Realizzò un apparecchio a colonna, poi detto apparecchio a pila, di cui diede notizia nel 1800 inviando un manoscritto alla Royal Society di Londra. Purtroppo Carlislie e Nicholson nascosero il manoscritto, ripeterono gli esperimenti di Volta e pubblicarono i risultati ottenuti. L’imbroglio fu però smascherato e lo scienziato italiano ebbe giusta gloria.

La pila di Volta fu il prototipo delle moderne batterie elettriche, il volt è, ancora oggi, l’unità di misura del potenziale elettrico e ha il nome di effetto Volta il fenomeno per cui tra due conduttori metallici, diversi posti a contatto, in equilibrio termico, caratterizzati da differenti valori del potenziale di estrazione, si stabilisce una piccola differenza di potenziale. In base a tale fenomeno, i metalli possono essere ordinati in una serie voltaica.

 

von Bunsen Robert Wilhem (Gottinga 1811- Heidelberg 1899)

Chimico tedesco. Costruì la pila elettrica che porta il suo nome. Con G.R. Kirchhoff pose i fondamenti dell’analisi spettrale Diede il nome a un tipo di bruciatore a gas (becco di Bunsen).

 

Kœnig Rudolph (1832-1901)

Fisico francese di origine tedesche. Fondò a Parigi un laboratorio per la costruzione di strumenti per lo studio dei suoni. Fra le altre cose inventò la capsula manometrica.

 

Barlow Peter (Norvich 1776 – Woolwich 1862)

Fisico britannico. Perfezionò la bussola e il telescopio e si interessò di costruzioni ferroviarie. Ideò la ruota di Barlow che immersa in una vaschetta di mercurio, permette di rilevare l’azione di un campo magnetico su una corrente.

 

Melloni Macedonio (Parma 1798 – Portici 1854)

Fisico. Docente a Parma, poi esule a Parigi (in seguito a una condanna per le sue dichiarazioni favorevoli agli studenti in rivolta nei moti del 1831), fu poi direttore dell’osservatorio vesuviano a Napoli (1847). Sulla base di ricerche sperimentali e giovandosi di una pila termoelettrica da lui inventata, costruì un dispositivo in grado di rilevare piccole differenze di temperatura che utilizzò per gli studi sul calore raggiante Osservò l’analogia tra radiazione luminosa e termica e introdusse il concetto di diatermicità.

 

Ruhmkoff Heinrich Daniel (Hannover 1803 – Parigi 1877)

Inventore tedesco. Ideatore e fabbricatore di strumenti elettromagnetici di alta precisione, è rimasto famoso per l’invenzione (1851) e la produzione della bobina di induzione che porta il suo nome. Bobina costituita da un nucleo di materiale ferromagnetico e di due avvolgimenti isolati ( primario e secondario) atta a generare tensioni elevate sfruttando il fenomeno di induzione, usata per esempio per le bobine di accensione nei motori a scoppio.

 

Æpinus Franz Maria Ulrich Theodosius Hoch

(Rostock 1724 - Dorpat 1802)

Medico tedesco Immaginò per primo il condensatore elettrico che porta il suo nome. Si laurea in medicina a Rostock, dedicandosi però attivamente alla matematica, il che gli procura, nel 1755, la cattedra di astronomia all'Accademia delle Scienze di Berlino. Dal 1757 al 1798 è membro dell'Accademia delle Scienze di Pietroburgo e, nel 1759, dà una moderna interpretazione dell'induzione elettrostatica. Studia inoltre i materiali isolanti in modo molto più accurato di quanto fatto da Gray, stabilendo la conducibilità specifica, ossia il potere di trasmissione dell'elettricità, di molti materiali. Sempre nel 1759 appare la sua opera principale Tentamen theoriae electricitatis et magnetismi, nella quale cerca di applicare, in modo sistematico, la matematica all'elettrologia, basandosi sulla teoria elettrica di Franklin.Anche se oggi l'opera di Æpinus appare di poco valore, essa ha avuto il grande merito di indicare agli studiosi del tempo la possibilità di applicare il calcolo matematico ai fenomeni elettrici e magnetici.

 

Oërsted Hans Christian (Rudkjøbing 1777 – Copenaghen 1851)

Fisico e chimico danese. Osservò che un ago magnetico, posto in prossimità di un conduttore percorso da corrente, veniva ruotato di un angolo proporzionale all’intensità della corrente stessa, tendendo a disporsi perpendicolarmente al conduttore. Tale effetto, la cui teoria fu elaborata da M. Faraday, è alla base dell’elettromagnetismo. Con un piezometro da lui costruito misurò la compressibilità di liquidi e solidi (1822). Osservò che le coppie termoelettriche generano correnti intense a basso potenziale. Migliorò la bilancia di torsione di Coulomb e per primo ottenne l’allumino per riduzione del cloruro con potassio.

 

Galvani Luigi (Bologna 1737 – ivi 1798)

Professore di anatomia all’Università di Bologna. Durante una lezione di fisiologia, nell’utilizzare zampe di rana per alcuni esperimenti, si accorse che ogni qual volta una macchina elettrica produceva scintille, dall’altra parte del tavolo le zampe della rana avevano un guizzo. Galvani continuò a fare molti esperimenti di questo tipo finché, mentre stava studiando l’elettricità atmosferica, una nuvola gli passò sopra la testa e allora le zampe della rana ebbero di nuovo un guizzo in quanto si era modificato il potenziale statico dell’aria. Osservò inoltre che, se appendeva con una gancio le zampe di rana ad una ringhiera di ferro, e se l’uncino era d’argento, le zampe delle rane scalciavano non appena il gancio toccava la ringhiera. Scoprì, poi, che l’importante era aver a contatto due metalli diversi e che le zampe di rana erano soltanto un galvanometro:  cioè egli stava semplicemente misurando qualcosa che stava accadendo mediante le zampe di rana. È interessante osservare che, per molto tempo, si pensò che questi fenomeni appartenessero al campo della fisiologia e non a quello dell’elettricità. Si trattava di un fenomeno nuovo e lo chiamarono elettricità animale. I suoi studi sono alla base della moderna elettrofisiologia.

 

Seebeck Thomas Johann (Reval 1770 – Berlino 1831)

Fisico tedesco Studioso della relazione tra calore ed elettricità, nel 1826 scoprì l’effetto che porta il suo nome. L’effetto Seebeck è il fenomeno che consiste nella produzione di una forza elettromotrice ai capi di un circuito formato da conduttori di materiale diverso (nell’esperimento Seebeck  usò rame e bismuto) le cui giunzioni sono mantenute a temperatura diversa.

 

 

Pacinotti Antonio (Pisa 1841 – ivi 1912)

Fisico. Studioso dei problemi legati all’induzione elettromagnetica, progettò e costruì nel 1859 l’anello di Pacinotti, uno dei primi generatori di corrente continua. Questo è costituto da un anello rivestito di un filo di rame, girevole intorno a un asse posto tra i poli di un magnete, in cui una rotazione induce nel filo una corrente elettrica, e viceversa una corrente nel filo imprime un moto rotatorio all’anello. Le successive modifiche apportate dallo stesso Pacinotti ne fanno il prototipo dell’odierna dinamo.

 

Deprez Marcel (Chatillon sur Loing 1843 – Vincennes 1918)

Negli anni della sua giovinezza si interessa a macchine a vapore e dispositivi meccanici e nel 1878 inizia la realizzazione di un suo galvanometro che, perfezionato nel 1882, con il nome di galvanometro di Deprez-d'Arsonval, ha un notevole successo. È stato un pioniere della trasmissione dell'energia elettrica mediante linee aeree.