I dieci esperimenti che sconvolsero la fisica

Di Simone Malacrida

In questo libro sono esposti, con dovizia di particolari, dieci esperimenti che hanno portato ad un cambio radicale delle teorie fisiche e scientifiche, partendo da quanto accaduto alla fine dell’Ottocento fino a giungere alla fine del Novecento. Tali esperimenti sono descritti dapprima focalizzandosi sul problema che ha indotto a testare proprio quell’apparato sperimentale, poi descrivendo la soluzione trovata ed infine esponendone le conseguenze.

• Lingua: Italiano
• Editore: Simone Malacrida
• Data di uscita: 28 apr 2016
• ISBN: 9781523658572

Simone Malacrida

Simone Malacrida (1977) Ha lavorato nel settore della ricerca (ottica e nanotecnologie) e, in seguito, in quello industriale-impiantistico, in particolare nel Power, nell'Oil&Gas e nelle infrastrutture. E' interessato a problematiche finanziarie ed energetiche. Ha pubblicato un primo ciclo di 21 libri principali (10 divulgativi e didattici e 11 romanzi) + 91 manuali didattici derivati. Un secondo ciclo, sempre di 21 libri, è in corso di elaborazione e sviluppo.

Anteprima del libro

conseguenze

INTRODUZIONE

La storia della scienza, ed in particolare la storia della fisica, non è proseguita in modo lineare durante lo svolgersi degli eventi della civiltà umana.

Si può dire che, per la maggioranza della propria esistenza, l’Homo sapiens abbia ignorato i fondamenti scientifici alla base della Natura.

Anche presso le civiltà antiche che prestavano maggiore attenzioni ai fenomeni naturali ed astronomici, la scienza era progredita più per imitazioni e per logica rispetto ad una via che oggi consideriamo imprescindibile: quella sperimentale.

La scienza moderna, così come la concepiamo oggigiorno, è nata molto tardi nella storia dell’umanità, all’incirca tra la fine del Cinquecento e gli inizi del Seicento, per opera principalmente di Galileo Galilei.

Dobbiamo a Galileo l’introduzione del metodo sperimentale, l’unico in grado di confutare o confermare una teoria dal punto di vista quantitativo dato dal formalismo matematico.

Da quel momento l’importanza degli esperimenti è rimasta centrale nella fisica.

Si può dire che una teoria scientifica deve, per forza di cose, passare al vaglio della sperimentazione alfine di dirsi tale.

Concentrandoci quindi sugli ultimi quattro secoli, possiamo costatare come il percorso sia stato spesso determinato da improvvise accelerazioni.

Si tratta di quei passaggi fondamentali nella scienza, che in altri ambiti sono detti rivoluzioni, i quali portano la medesima carica distruttrice rispetto agli schemi precedenti e una nuova vitalità per la conoscenza futura.

In questo libro, poniamo l’attenzione proprio su alcuni di tali esperimenti.

Perché solamente alcuni?

Per il semplice motivo che elencare tutti gli esperimenti rivoluzionari comporterebbe una vera e propria enciclopedia.

Ne sono stati scelti dieci (ma sarebbero potuti benissimo essere dodici, quindici etc) a discrezione totale dell’autore.

Così, per confermare la teoria quantistica, è stato scelto l’esperimento di Young sulle due fenditure, mentre alcuni potrebbero tranquillamente obiettare portando altre evidenze sperimentali.

In particolare, ci si è voluti concentrare su quanto accaduto dalla seconda metà dell’Ottocento fino alla fine del Novecento.

Un secolo lungo, circa 120 anni, che ha riunito in sé una quantità tale di rivoluzioni fisiche da rimanere sbalorditi.

Con ciò non vuol dire che quanto scoperto prima dell’Ottocento non sia stato altrettanto determinante, ma solamente si è voluta fare una scelta ben precisa a livello di periodo temporale.

Allo stesso modo, non è riportato nulla di quanto avvenuto nel Ventunesimo Secolo, ma non perché non vi siano stati esperimenti rivoluzionari (pensiamo solamente a ciò che sta avvenendo al CERN di Ginevra con l’acceleratore di particelle LHC), quanto piuttosto perché l’avventura raccontata in questo libro termina, con una coincidenza quasi perfetta, proprio con la fine del Novecento.

Per la comprensione di ciò che andremo ad esporre, sono necessari alcuni prerequisiti matematici e fisici, in particolare per comprendere le equazioni e le formule esposte.

I

HERTZ E LE ONDE ELETTROMAGNETICHE

Il problema iniziale

Nel 1864, il fisico inglese Maxwell pubblicò un lavoro omnicomprensivo circa i fenomeni elettrici e magnetici.

Durante l’intero Ottocento vi erano state numerose scoperte in tale settore della fisica che indicavano una certa influenza tra le due tipologie di fenomeni.

Maxwell enunciò quattro equazioni, due per il campo elettrico e due per il campo magnetico, che prendevano in carico tutti gli esperimenti fatti fino a quel momento e che riflettevano le reciproche influenze.

Le conseguenze teoriche di tali equazioni furono subito molto evidenti:

1) Innanzitutto le quattro equazioni rappresentano una generalizzazione di tutto quanto scoperto fino ad allora in termini elettrici e magnetici.

La prima equazione di Maxwell non è nient’altro che la legge di Gauss elettrica (e la terza, la legge di Gauss magnetica), mentre la seconda è la legge di Faraday e l’ultima è un’estensione della legge di Ampére fatta dallo