Scienziati

JAMES PRESCOTT JOULE :D

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BIOGRAFIA:

 Joule naque la vigilia di Natale del 1818 a Saldrd, un paese  nelle vicinanze di Manchester, da una famiglia di produttori di birra, ed  ebbe tra i suoi insegnanti il chimico John Dalton. Si dedicò sin da  giovane a ricerche scientifiche che eseguiva cercando di elaborare un sistema per avvicinarsi all’accuratezza e alla precisione delle misurazioni. Si interessò del calore e delle sue connessioni con l’ elettricità e la meccanica. A 25 anni effettuò il primo tentativo di definire l’unità di misura della corrente elettrica, attualmente rappresentata dall’ampare. Nel 1841, dimostrò, che un conduttore attraversato da corrente elettrica produce calore in quantità proporzionale alla resistenza del conduttore e al quadrato della corrente stessa. Questo fenomeno è oggi chiamato effetto joule ed si divide in 4 applicazioni:

 

  • L’’intensità dalla corrente cresce al crescere della tensione elettrica;
  • La resistenza dei conduttori aumenta con la loro lunghezza, riducendo l’intensità delle corrente elettrica;
  • L’intensità della corrente e la luminosità della lampadina aumenta se si usa un cavo spesso al posto di un filo sottile dello stesso materiale;
  • Se si cambia il materiale di cui sono fatti i fili del circuito, la luminosità della lampadina cambia e all’interno l’intensità è maggiore.
     

Successivamente Joule enunciò ad un congresso in Irlanda il principio noto come equivalente meccanico del calore.   Grazie alle sue sperimentazioni e usando uno strumento che prende il suo nome, dimostrò che calore e lavoro meccanico potevano convertirsi direttamente l’uno nell’altro, mantenendo però costante il loro valore complessivo: nelle macchine idrauliche e meccaniche gli attriti trasformano la potenza meccanica perduta (lavoro) in calore e, viceversa, nelle macchine termiche l’effetto meccanico prodotto (lavoro) deriva da una quantità equivalente di calore. In tal modo Joule cominciò a porre le basi sperimentali del primo principio della termodinamica  principio di conservazione ell’energia:        

” L’ ENERGIA NON SPARISCE E NEPPURE SI CREA DAL NULLA”

Per misurare l’equivalente meccanico del calore, nel 1845 egli costruì una macchina, ora chiamata “mulinello di Joule” che consente di misurare il calore prodotto in conseguenza della dissipazione di una quantità nota di energia meccanica.

     

ESPERIMEMTO :

Per capire meglio la legge di Joule, ci basta analizzare questo esperimento. La macchina, è formata da un calorimetro contenente acqua, all’interno del quale è inserito un mulinello libero di ruotare attorno ad un asse verticale.   Il mulinello è collegato con un sistema di funi e pulegge ad una coppia di pesi, mantenuti inizialmente fermi.   Se i pesi vengono sbloccati, essi incominciano a scendere mettendo in rotazione il mulinello. Tale movimento viene rallentato dall’attrito viscoso dell’acqua contro le pale del mulinello. Una volta che i pesi sono scesi a terra, tutta la loro energia potenziale iniziale si è convertita in calore. Seguiamo le trasformazioni di energia: l’energia di posizione del contrappeso si trasforma in energia di moto delle palette e questa infine in energia dell’acqua che si scalda:

 energia potenziale            energia cinetica               energia

del contrappeso                   delle palette                         dell’acqua

Talele calore si può quantificare misurando la variazione di temperatura che subisce l’acqua durante l’esperimento. Con il suo esperimento Joule dimostrò che l’energia termica è una delle tante forme di energia. Misurò anche quanta energia occorre per far aumentare la temperatura dell’acqua. Calcolò infatti, dalla misura della temperatura, che per ogni grammo di acqua e per ogni grado di aumento di temperatura occorre 4,18 joule di energia. La conclusione più importante dell’esperimento di Joule era soprattutto aver dimostrato che si può far aumentare la temperatura di un corpo dando energia.

Il valore dell’equivalente meccanico della caloria oggi accettò è di 4,186 J/cal. In suo onore si chiama Joule (J) l’unità di misura dell’energia del Sistema Internazionale.

 

FORMULA :

In fisica il JOULE e’  l’ unità di Misura del  lavoro e rappresenta il lavoro compiuto dalla forza di 1 Newton per spostare di 1 Metro il Punto di Applicazione (nella sua stessa direzione ) .
 Indicato usualmente con la lettera J, il JOULE è largamente usato in ogni branca della fisica e  in particolar modo nella meccanica.
Il legame algebrico tra lavoro , forza e spostamento è riassunto nella formula :
 

 Lavoro = Forza x Spostamento 

 

Joule = Newton x Metri 

 

J = N x m 

 
In quanto unità di Misura della forza , i JOULE sono convertibili nelle altre unità di Misura della forza, come il Chilogrammetro, che corrisponde ad una forza di 1 kilogrammo-peso per uno spostamento di un metro.

 1 kgm = 1 kg x 1 m = 9.8 Joule  

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Nikola Tesla

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Nikola Tesla è nato a Smijan,in Serbia,il 10 luglio 1850.Studiò ingegneria elettrica all’università tecnica di Graz.Durante gli studi di questa materia si interessò agli impieghi della corrente alternata.Seguì poi i corsi dell’università di Praga studiando fisica e matematica avanzata.Si dedicò alla lettura di molti lavori e aveva una memoria prodigiosa.

Nel 1881 si spostò a Budapest per lavorare in una compagnia di telegrafi e lavorò come ingegnere per il primo sistema telefonico ungherese.In quei anni realizzò un amplificatore telefonico ma secondo altri era il primo altoparlante.Nel 1882 arrivò a Parigi e lavorò come ingegnere alla Continental Edison Company progettando migliorie agli apparati elettrici.Ideò il motore a induzione e iniziò a sviluppare dispositivi che usavano il campo magnetico rotante.

Nel 1884 si trasferì negli USA e accettò di essere assunto da Thomas Alva Edison nella sua azienda,la Edison Machine Work.Tesla fece vedere a Edison come si poteva usare la corrente alternata in modo efficiente,dato che questa corrente era poco conosciuta al mondo e quindi la si riteneva pericolosa e si usava molto la corrente continua.Edison era un fiero sostenitore di quest’ultima e non accettò la proposta dello scienziato serbo.Dopo due anni di lavoro Tesla si licenziò dall’industria e ne fondò una sua,la Tesla Light & Manufacturing,ma con scarso successo,dato che tutti i lavoratori si licenziarono.Pochi giorni dopo incontrò il magnate George Westinghouse che,vedendo le sue invenzioni,finanziò i suoi studi e fondò la Westinghouse Electric per competere con l’azienda di Edison.Dopo due anni di competizione,fu la corrente alternata a trionfare,però Tesla si licenziò dall’azienda di Westinghouse.

Il 30 luglio ottenne la naturalizzazione a cittadino americano.Sempre nel 1891 Tesla creò un laboratorio nella Fifth Avenue a Manhattan.In seguito ne stabilì un altro in East Houston Street.All’età di 36 anni Tesla depositò i primi brevetti riguardanti il sistema energetico polifase.All’esposizione universale del 1893,la World Columbian Exposition di Chicago,si svolse una fiera internazionale in cui per la prima volta fu dedicato un padiglione all’energia elettrica e Tesla espose le sue lampade luminescenti e i bulbi a singolo nodo.Giunto all’età di 41 anni Tesla registrò il primo brevetto di base della radio.Un anno dopo egli presentò all’esercito americano un’imbarcazione radiocontrollata,credendo che almeno i militari avrebbero apprezzato apparecchiature come siluri radiocomandati.

Nel 1899 Tesla si trasferì a Colorado Springs,in Colorado,dove avrebbe avuto molto spazio per i suoi esperimenti sull’alta tensione e le alte frequenze.Provò che la terra era un buon conduttore e produsse dei fulmini artificiali con scariche di milioni di volt,lunghe fino a 40 metri.Compiendo calcoli matematici e computerizzati basati sui suoi esperimenti,stimò che la frequenza minima di risonanza della Terra era approssimativamente di 6 Hertz.

Lo scienziato,nell’agosto,fissò per primo i principi riguardanti le frequenze e i livelli di potenza per la costruzione di primitive unità radar.

Più tardi,nella sua vita,Tesla fece alcune affermazione di rilievo circa un’arma chiamata Teleforce.La stampa la soprannominò “Raggio della pace” o”raggio della morte”.In totale i componenti comprendevano:

1)un meccanismo per generare una tremenda forza elettrica;

2)un dispositivo per intensificare ed ampliare la forza sviluppata dal primo meccanismo;

3)un nuovo metodo per produrre una disastrosa forza elettrica repellente.

Tesla fece anche ipotesi di come le forze elettriche e magnetiche potessero distorcere,o addirittura modificare,il tempo e lo spazio e sulle procedure attraverso le quali l’uomo potesse controllare tali energie.

Fece altre ipotesi straordinarie come la macchina per fotografare il pensiero e la macchina volante di Tesla.Lo scienziato è ulteriormente conosciuto per l’invenzione di una speciale radio chiamata “Teslascopio”,progettata con l’intenzione di comunicare con altri pianeti.

Tesla morì per un attacco cardiaco,tra il 5 e l’8 gennaio 1943,nel New Yorker Hotel,all’età di 86 anni.Al momento della sua morte l’inventore stava continuando a lavorare sul Teleforce,un progetto che aveva proposto senza successo al Dipartimento della Guerra Degli USA;sembra che il cosiddetto “raggio della morte”avesse a che fare con le sue ricerche sul fulmine globulare e sulla fisica del plasma,e che fosse composto di un flusso di particelle.

Negli anni centrali della sua vita, Tesla strinse una forte amicizia con Mark Twain, il quale trascorreva molto tempo insieme a lui, anche nel suo laboratorio. Tesla era rimasto molto amareggiato dalle ripercussioni del suo battibecco con Edison; tanto che, il giorno dopo la morte di quest’ultimo, il New York Times conteneva numerosi encomi della vita del ricercatore, con un’unica opinione negativa scritta da Tesla:

« … Non aveva hobby, non apprezzava alcun divertimento di qualunque tipo e viveva trascurando completamente le più elementari regole d’igiene. … Il suo metodo era estremamente inefficiente, a tal punto che egli dovette coprire un immenso campo di ricerche per giungere assolutamente a nulla, finché la cieca fortuna intervenne e, dapprima, io fui quasi uno spettatore dispiaciuto per ciò che lui faceva, sapendo che appena un po’ di teoria e calcoli gli avrebbero evitato il 90% della fatica. Ma egli nutriva un autentico disprezzo per la cultura dei libri e la conoscenza matematica, fidandosi interamente del suo istinto di inventore e del suo senso pratico da americano. »

Poiché Edison era già molto vecchio, giunse al punto di dire che, guardandosi indietro, il più grande errore che avesse mai commesso era quello di non aver mai rispettato Tesla o il suo lavoro. Questo giovò davvero poco ai loro rapporti pressoché inesistenti.

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Isaac Newton.

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CHI ERA NEWTON?

Isaac Newton era un uomo scorbutico e sgradevole. Era paranoico, temeva la povertà e le critiche degli altri. Era litigioso e si imbarcò in competizioni accanite con molti suoi contemporanei.

Sir Isaac Newton è stato un matematico, fisico e alchimista inglese. Citato anche come Isacco Newton, è considerato una delle più grandi menti di tutti i tempi.

Descrisse la legge di gravitazione universale, ovvero  si tratta della forza generata dal campo gravitazionale, ed è responsabile dell’interazione tra oggetti dotati di massa, sorgenti del campo stesso. Inoltre, attraverso le sue leggi del moto, Forza e Inerzia, creò i fondamenti per la meccanica classica.

A Newton si deve, anche, la sistemazione matematica delle leggi di Keplero sul movimento dei pianeti. Oltre a dedurle matematicamente alla soluzione del problema della dinamica applicata alla Forza di gravità, generalizzò delle leggi intuendo che le orbite (come quelle delle comete) potevano essere non solo ellittiche, ma anche iperboliche e paraboliche.

Diventò famoso, poiché fu il primo a dimostrare che la luce bianca è composta dalla somma di tutti gli altri colori. Avanzò proponendo ipotesi le quali affermavano che la luce fosse composta da particelle da cui nacque la teoria corpuscolare della luce in contrapposizione ai sostenitori della teoria ondulatoria della luce.

LA VITA DELLO SCIENZATO.

Newton nacque nelle vicinanze di Londra, precisamente a Lincolnshire il 4 gennaio 1643, in una famiglia di allevatori.

Frequentò le scuole superiori a Grantham e nel 1661 entrò al Trinity College di Cambridge, dove studiò matematica, approfondendo nello stesso tempo le conoscenze di fisica e di astronomia.
Tra il 1665 ed il 1667, essendo chiuso il College a causa di un’epidemia di peste che colpì l’intera Inghilterra, si ritirò nel suo villaggio natale, dove poté dedicarsi con tranquillità ai suoi studi, elaborando la maggior parte delle sue scoperte in campo fisico, matematico ed astronomico. Tornato a Cambridge nel 1669, gli fu assegnata la cattedra di matematica, entrando, poco dopo, a far parte della Royal Society di Londra (1672), alle comunicazioni della quale fu affidata la diffusione delle sue scoperte.
Nel 1685, Newton diede la prima formulazione della sua teoria della gravitazione universale, con la quale i fenomeni terrestri venivano unificati a quelli celesti, riconducendo in un unico grande sistema teorico le leggi di Keplero sulle orbite planetarie e quelle di Galileo sulla caduta dei gravi, in quanto afferma che i corpi materiali cadono, nel vuoto tutti con la stessa accelerazione, indipendentemente dalla loro massa.
Nel 1688, Newton iniziò la sua attività politica essendo stato eletto dall’Università di Cambridge come proprio rappresentante al Parlamento.
Tra il 1691 e il 1694 ebbe un grave esaurimento nervoso, dovuto forse all’impegno profuso nell’elaborazione dei Principia e anche per l’incendio del laboratorio nel quale andarono perduti numerosi suoi scritti e buona parte delle sue attrezzature scientifiche.
Successivamente fu nominato ispettore della Zecca e in seguito ne divenne direttore, per via delle sue ricerche nel campo della chimica e della metallurgia. In tale veste rivelò un atteggiamento molto duro, facendo applicare la legge in maniera rigida e mandando alla forca più di un falsario, sordo a ogni richiesta di clemenza.
Nel 1703 fu nominato presidente della Royal Society, carica che mantenne fino alla sua morte.

Il 31 marzo 1727 il suo grande successo finì in Inghilterra, a Londra.

INTERESSI.

Quest’uomo dedicò molto del suo tempo anche all’alchimia, cioè ogni cosa poteva trasformarsi in oro. L’interesse di Newton nell’alchimia non può essere isolato dai suoi contributi alla scienza; se non avesse creduto nell’idea occulta dell’azione a distanza, attraverso il vuoto, probabilmente non avrebbe sviluppato la sua teoria sulla gravità.

Filosofo, scienziato, matematico, ma anche religioso. Negli anni sessanta, Newton scrisse numerosi opuscoli religiosi sulla interpretazione della Bibbia. Credeva che in vari punti il testo del libro fosse stato forzato e falsificato e si adoperò in ogni misura per riuscire a trovare il significato originale del libro. Credeva che le Scritture fosse opera divina ma considerava Dio come un demiurgo, un “orologiaio” dell’Universo.

Odiava la chiesa cattolica. Era vegetariano e a questa scelta etica si ispirò la critica della crudeltà sugli animali.

 

 

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Claudio Tolomeo

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Tolomeo (100-178 d.C. ca.), astronomo e matematico, Nacque probabilmente in Grecia, sebbene il suo nome completo, Claudio Tolomeo, fornisca importanti informazioni: “Tolomeo” indica infatti che egli era un abitante dell’Egitto e “Claudio” che era cittadino romano. In base ad antiche fonti si sa inoltre che l’astronomo trascorse la maggior parte della sua vita al tempio serapeo di Canopo, nei pressi di Alessandria d’Egitto, svolgendo le osservazioni che costituirono la base per lo sviluppo della sua teoria. Alle avare notizie biografiche sopperisce, tuttavia, la fama, maestosa e meritata, conquistata nel corso dei secoli dallo studioso antico che legò il proprio nome ad un sistema astronomico destinato a resistere sino al XVI secolo. Tolomeo lasciò un grandioso compendio astronomico in tredici libri, la “Syntaxis matematica” meglio conosciuta sotto il nome di “Almagesto”, grazie alla medievale traduzione araba. 

Nella Composizione Tolomeo propose una teoria che, assumendo la Terra immobile al centro dell’universo, descrive in termini geometrici e matematici i moti e le posizioni dei pianeti, del Sole e della Luna su uno sfondo di stelle fisse.  Elaborato sulla base dei dati raccolti dai suoi predecessori, e in particolare da Ipparco, il sistema tolemaico prevede che i corpi celesti, quali la Luna, Mercurio, Venere, il Sole, Marte, Giove e Saturno, ruotino intorno alla Terra percorrendo orbite perfettamente circolari, dette deferenti. Per spiegare le irregolarità osservate nei moti dei pianeti e i cambiamenti di dimensione e di luminosità dei corpi celesti, Tolomeo sostenne che solo il Sole percorresse il proprio deferente con moto uniforme, e che la Luna, e in generale gli altri pianeti, si muovessero su piccoli cerchi, detti epicicli, i cui centri si muovevano a loro volta sui relativi deferenti. Il sistema tolemaico elaborato con la complessa teoria degli epicicli poteva giustificare la maggior parte delle osservazioni astronomiche dell’epoca, ma faceva ricorso a procedimenti geometrici estranei ai postulati della matematica tradizionale. Fu questo uno dei motivi che, nel corso XVI secolo, portò l’astronomo polacco Niccolò Copernico a rifiutare il sistema geocentrico proposto da Tolomeo, e a enunciare la rivoluzionaria teoria eliocentrica. Il lungo elenco di 1027 stelle, che occupa il VII e l’VIII libro, fu per parecchi secoli il punto di riferimento per tutti i cataloghi stellari. La lista di Tolomeo non e’ integralmente originale: essa pare attinta al catalogo di Ipparco. Le stelle contemplate sono tutte visibili dall’orizzonte di Rodi (punto di osservazione di Ipparco), quando la latitudine più meridionale di Alessandria doveva permettere l’esame di altre stelle, basse sull’orizzonte. Inoltre, il catalogo di Ipparco avrebbe contemplato 1080 stelle, cioè 58 più di Tolomeo. L’opera e’ indirizzata ad un pubblico di competenti: presupponendo nel lettore una conoscenza già approfondita, Tolomeo fornisce le spiegazioni fisiche di ogni fenomeno, propone teoremi, utilizza formule matematiche. Opere astronomiche minori sono: un catalogo meteorologico, un trattato sul movimento delle sfere celesti, tavole astronomiche per facilitare i calcoli, un opuscolo sull’orologio solare e il Planisphaerium. Indirettamente collegato alle opere astronomiche e’ il “Tetrabiblos”, un trattato di astrologia in veste di riassunto ragionato. Conformemente all’impostazione degli altri suoi scritti, Tolomeo affronta il tema con spirito scientifico. I comuni manuali astrologici spiegavano una infinita casistica di combinazioni fra segni zodiacali, pianeti, posizioni e rapporti fra i corpi celesti, e pretendevano di ricavare per ognuna di esse significati indiscutibili, oppure rintracciavano negli oroscopi zone di particolare influenza, passando spontaneamente da un punto all’altro dello zodiaco sulla scorta di calcoli precisi, ma fondati su premesse arbitrarie. Ai minuziosi repertori in circolazione nell’antichità’ Tolomeo oppone un ordine rigoroso e lineare, ben connesso e strutturato, sostenendo l’astrologia su di un sistema di precise corrispondenze geometriche e derivandola da una serie di deduzioni logiche. Con significativa presa di posizione Tolomeo distingue ed accoppia, sin dalle prime battute del “Tetrabiblos”, l’astrologia e l’astronomia: all’analisi teoretica e contemplativa delle leggi che presiedono e regolano i movimenti dell’universo viene affiancato l’esame dei fenomeni che si verificano sulla terra in corrispondenza dei transiti celesti. L’accostamento astronomia-astrologia adempie ad una funzione schematica del “Tetrabiblos”. L’armonia cosmica non contempla eccezione, tutto e’ prevedibile : la congiunzione planetaria, il cambiamento di stagione, la variazione meteorologica, e anche la complessità della mente umana con le sue predisposizioni. Tolomeo rifiuta quella parte della tradizione a lui giunta che, assorbendo l’astrologia in un contesto di magia ed occultismo, la affidava a ciarlatani incompetenti pronti a mercanteggiare sempre nuove illusioni. Il riscatto della scienza astrologica può essere operato solo a condizione di ricercare una regolarità, di chiarire la natura delle sincronie e di valutarne l’intensità’ degli effetti, di ricavare le leggi e di precisarne le circostanze. Nell’opinione corrente astronomia e astrologia erano sinonimi. Ma Tolomeo si interessa efficacemente anche di matematica, anticipando lo studio della trigonometria, e applicando le proprie teorie alla costruzione di meridiane. Di notevole importanza storica è  l’opera intitolata “Geografia” che, assumendo un sistema di latitudine e longitudine, influenzò i cartografi per centinaia di anni, pur non contenendo dati affidabili. Altre sue opere sono: l’ “Armoniche”, espone poi una “Teoria di suoni” della musica greca e nell’ “Ottica” giunge ad analizzare le proprietà della luce, in particolare la rifrazione e la riflessione.

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Albert Einstein

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Ecco la mia ricerca su Albert Einstein !!!

Albert Einstein
“ Il sognatore della realtà “
Premesse
Negli anni gloriosi della Fisica, quando c’erano ricercatori come Max Planck (teoria dei quanti ) , Ernest Rutherford ( teoria orbitale) , Niels Bohr( struttura atomica , teoria quantistica)  e molti altri , Albert Einstein merita una posizione di primo piano nel mondo della scienza. Fu un uomo geniale che con le sue rivoluzionarie teorie, creò le basi per nuove scoperte scientifiche . Secondo quanto rivelò la sua fidata segretaria Helen Dukas fu una persona dotata di semplicità , modestia e profonda umanità. La sua potenza creativa nell’ambito della scienza può esser paragonata senza dubbio all’impegno di Isaac Newton, Galileo Galilei e Niccolò Copernico.
Biografia
Albert Einstein nacque il 14 Marzo 1879 a Ulm in Germania da famiglia ebrea tedesca di media borghesia . Il padre era proprietario di una piccola officina elettromeccanica . La madre era una musicista ma curava con dedizione la famiglia . L’influenza dei genitori sul carattere di Albert fu assai rilevante; dal padre prese il senso dell’ottimismo così che   gli affanni della vita quotidiana non  rappresentarono mai per Albert un ostacolo. Dalla madre ereditò una grande sensibilità mentale e un grande amore  per la musica che mai abbandonerà per tutta la vita . Il suo percorso scolastico non fu superiore alla media e sebbene la sua famiglia fu alquanto irreligiosa, Albert nutrì interesse per la conoscenza della religione . Tuttavia non accettò mai i contenuti della Bibbia ritenendo che il vero senso religioso era dato dalla ricerca continua nel decifrare le leggi della natura . Il suo interesse per le materie scientifiche fu spiccato fin da bambino , ma ciò che Albert non sopportava era il sistema educativo tedesco , considerandolo troppo oppressivo , lontano da qualsiasi spiraglio per l’immaginazione. Questo disagio lo porterà negli anni successivi  ad abbandonare la Germania .Nel 1894 la famiglia Einstein si trasferì per motivi economici in Italia, prima a Pavia e poi a Milano . Ancora oggi le “Officine Einstein – Garrone” fondate dal padre , sono rimaste come archeologia industriale nel pavese. Albert considerava il popolo italiano ricco di umanità, dotato di fantasia artistica , contrariamente ai suoi concittadini, ritenuti insopportabili. Quando la famiglia ritornò in Germania , Albert preferì continuare i suoi studi al Politecnico di Zurigo ( Svizzera) . Qui l’esame di ammissione non andò bene perché Albert non eccelleva nelle materie letterarie ; tuttavia il direttore del Politecnico rimase impressionato dalle sue capacità matematiche e  lo esortò a non rinunciare alle speranze. La  sua formazione trovò sbocco nella scuola di Aaraw  dove gli insegnanti svizzeri erano decisamente più disponibili a lasciare che Albert sviluppasse le proprie capacità intellettive . Un episodio alquanto significativo che spiega la sua enorme curiosità verso la natura, fu durante una gita scolastica dove rischiò di cadere in un precipizio per essersi interessato a una stella alpina contando i petali e relazionandoli alla successione di Fibonacci ( che dice che ogni numero è la somma dei due precedenti). Dopo essere stato ammesso finalmente al Politecnico di Zurigo conseguì la laurea in Matematica e Fisica nel 1900 e la nomina d’insegnante specializzato. Il lavoro all’interno del laboratorio del Politecnico lo soddisfece più che  insegnare formule; ai suoi studenti amava ripetere “ la verità è ciò che resiste alla prova dell’esperienza”. Una volta ottenuta la cittadinanza svizzera , la mantenne per tutta la vita . Nel 1903 sposò Mileva Maric , sua compagna negli studi da cui ebbe due figli, Hans Albert che seguì le orme del padre laureandosi in ingegneria  ed Edward purtroppo malato di mente . Probabilmente ebbe prima di questi,  una figlia di nome Liserl ma fu tenuta segreta e morì piccola . A Berna , Albert portò avanti le precarie condizioni economiche impartendo lezioni private. Fortunatamente trovò un impiego all’ Ufficio Brevetti di Berna , grazie ad un amico . Qui passò uno dei periodi più felici della sua vita . Albert considerava Berna una città tipica medievale calma e tranquilla capace di stimolare la mente a  creare. Qui iniziò a pubblicare i primi articoli sulla  termodinamica e sulla meccanica quantistica fino ad arrivare alla legge sull’effetto fotoelettrico ,all’ elettrodinamica dei corpi in movimento e alla straordinaria teoria della relatività . La sua carriera fu in continua ascesa e nel 1909 ottenne la prima laurea “ Honoris Causa” dall’Università di Ginevra . Nel 1921 ottenne il premio Nobel per il suo lavoro per l’effetto fotoelettrico . Ma se dal punto di vista della carriera tutto procedeva nel migliore dei  modi non altrettanto succedeva nella vita privata . La moglie Mileva appassionata anch’ella della matematica spesso trascurava le comuni faccende domestiche e inoltre soffriva spesso di depressione . Nel 1913 i coniugi Einstein divorziarono e Albert instaurò un rapporto affettuoso con la cugina Elsa Lowenthal  la quale era più propensa alla vita casalinga . Negli anni seguenti emerse anche la figura di Albert Einstein come pacifista ; intraprese viaggi in Palestina , Spagna e Sud – America , professando il suo impegno sociale incontrando grandi personaggi come Gandhi . Nel 1933 abbandonò definitivamente la Germania  stanco delle persecuzioni razziali da parte delle autorità e delle manifestazioni di intolleranza verso gli ebrei . Giunse nello stesso anno a Princeton negli Stati Uniti , con la famiglia e la sua fidata segretaria . Princeton gli ricordava molto la tranquillità della Svizzera , ma fu presto funestata dalla morte di Elsa (1940). In quegli anni senza volerlo si trovò coinvolto nella collaborazione della costruzione dell’arma atomica insieme al fisico Szilard e Fermi . Di questa sua collaborazione si pentirà per tutta la vita . La tragedia che seminò morte il 6 Agosto 1945 a Hiroshima e il 9 Agosto a Nagasaki porterà Einstein a enunciare questa frase : “ Sono profondamente convinto che uccidere sotto il mantello della guerra non sia altro che un atto di assassinio . Io non so con che armi si combatterà la Terza guerra mondiale , ma so che la Quarta sarà combattuta con i bastoni e le pietre “ . Dal 1945 in poi si concentrò nei suoi studi mantenendo sempre più vivo il suo impegno pacifista . Dopo la morte di Mileva e della sorella Maya  gli ultimi periodi li passò spesso in compagnia del matematico Godel . I due scienziati avevano instaurato una relazione intellettuale basata sulla comune posizione di rifiuto nei confronti della meccanica dei quanti . Einstein morì il 18 Aprile 1955  a Princeton ,  per un aneurisma all’aorta addominale ; rifiutò le terapie perché considerava la morte un evento naturale ; ai suoi medici disse : “ la vita è uno spettacolo entusiasmante , se sapessi di morire fra tre  ore metterei tranquillamente a posto le mie carte e mi sdraierei pacificamente in attesa” . Le sue ultime parole furono : “ qui finisce il mio compito “.
Teorie
La grandezza di Einstein sta nel fatto di aver cambiato per sempre il modello  di interpretazione del mondo fisico. Nel 1905 Einstein pubblica 3 articoli a contenuto innovativo :
• Dimostra la validità della teoria dei quanti di Plank attraverso l’effetto fotoelettrico dei metalli
• Fornisce una valutazione quantitativa del moto browniano
• Espone la teoria ristretta della relatività che prevale quella della relatività generale.
Il 1915 fu un anno importante per la fisica , Einstein propose una teoria relativistica della gravitazione detta “ Relatività Generale “ . Essa descriveva le proprietà dello spazio tempo a quattro dimensioni . Secondo questa teoria la gravità non è altro che la manifestazione della curvatura spazio- tempo . Einstein dedusse il modo in cui la materia curva lo spazio- tempo imponendo l’equivalenza di ogni possibile sistema di riferimento . Il potenziale gravitazionale Newtoniano viene reinterpretato come l’approssimazione  per campo debole , della componente temporale del tensore metrico .Da ciò discende il fatto che il tempo scorre più lentamente in campo gravitazionale intenso . La conferma della teoria avvenne grazie all’eclissi totale di sole che avvenne nel 1919 : la luce emanata da una stella era deviata dalla gravità del sole quando passava vicino ad esso .Le teorie della relatività vengono usate oggigiorno nel normale funzionamento dei GPS . La formula E = mc2 è propria della teoria della relatività ristretta . Tale formula suggerisce che quando un corpo è a riposo ha ancora dell’energia sotto forma di massa . Ciò è contraria alla teoria newtoniana secondo la quale un corpo libero fermo non ha energia . Per questa ragione la quantità mc2 è a volte chiamato energia a riposo del corpo.
E = energia espressa in joule
m = massa a riposo espressa in Kg
c = la velocità della luce espressa in m/s ( 300000 Km/s)
La teoria della relatività ci fornisce un altro fatto importante, poiché la massa non è altro che una forma di energia , essa non si conserva separatamente , ma si aggiunge all’energia cinetica e all’energia potenziale nell’ enunciare la conservazione dell’energia meccanica. Un esempio dell’enorme quantità di energia contenuta nella materia si ha nel decollo dello Space Shuttle; di tutto il propellente usato , solo un grammo diventa energia , mentre tutto il resto si converte in fumo e in prodotti di combustione. Utilizzando l’energia nucleare la resa aumenta , ma  in una comune bomba atomica viene convertito in energia solo lo 0,5% della massa totale del materiale fissile. Se fosse possibile convertire per intero la massa in energia , i problemi energetici sarebbero senza dubbio risolti . Convertire 1 Kg di materia basterebbe a coprire il consumo mensile di energia elettrica in Italia .
E = mc2 si applica a tutti gli oggetti materiali, dando per assunto che la massa  sia una derivazione dell’energia o viceversa, e che sia possibile convertire dall’una all’altra. Nella fisica moderna la massa è assoluta e l’energia è relativa . Perciò, la massa non è energia e l’energia non è massa. La formula rappresenta la conversione possibile tra massa ed energia . Einstein non fu il solo ad aver messo in relazione l’energia con  la massa , ma fu il primo a presentare questa relazione come parte di una teoria più grande, e oltre a ciò , ad aver dettato la formula dalle premesse della sua teoria .
Curiosità
La personalità eccentrica di Einstein lo ha legato a numerosissime curiosità , ne elenco qualcuna :
• Einstein era mancino
• Nel 1895 fu bocciato per insufficienza nelle materie letterarie .
• Einstein adottò stabilmente un look eccentrico caratterizzato da abiti e palandrane piuttosto trasandate e da capelli bianchi lunghi
• Negli Stati uniti al momento dell’espatrio gli fu chiesto la sua razza di appartenenza e a tale domanda il fisico rispose “ umana”
Famosissima la foto con la linguaccia fatta in occasione di un suo compleanno !!!

                          

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Ricerca su uno scienziato

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André Marie Ampere è un fisico, matematico, chimico e filosofo.

Fece importanti studi nei campi della matematica, della probabilità, della geometria e del calcolo delle variazioni, ed è autore di teorie fondamentali nel campo dell’ elettro dinamica.

Nacque il 22 gennaio 1775 vicino a Lione, dimostrando fin da subito un forte interesse per la filosofia e letteratura, ma soprattutto per le scienze naturali e per la matematica, materia per la quale aveva attitudini superiori. Basti pensare che compose a tredici anni il suo primo trattato.Nel 1801 venne nominato professore di fisica a Bourg e l’ anno seguente pubblicò le sue considerazioni sulla teoria del gioco, applicazione del calcolo delle probabilità ottenendo così la cattedra del collegio di Lione prima e di Parigi poi.

Inventò il primo galvanometro, il primo telegrafo elettrico e, con lo scienziato Arago, l’elettro calamita. Idea anche la “bilancia di Ampere” per studiare le forze che si esercitano tra due conduttori percorsi da corrente. Dal 1820 si dedicò soprattutto all’elettricità e al magnetismo, tanto da essere considerato il fondatore dell’ellettrodinamica, termine da lui stesso coniato. Queste scoperte sono riassunte nel: “Sulla teoria matematica dedotta unicamente dall’esperienza”, pubblicato nel 1826.

Morì il 10 giugno 1836 a Marsiglia per un’infezione polmonare trascurata. In suo onore è detta Ampere(A) l’ unità di misura dell’ intensità di corrente elettrica.

 

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ricerca scienziato: Torricelli

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Evangelista Torricelli nato il 15 ottobre 1607 a Potenza, è stato un matematico e fisico italiano. Essendo in diretto contatto con Cavalieri iniziò a lavorare con la geometria degli invisibili:

volume parallelogramma rettangolo: V = a x b x c

a =    V

      b x c

volume cubo: V = l al cubo

l = 3    V

In fisica nel 1644 concepì il principio del barometro costruendo quello che ora è chiamato il tubo di Torricelli e individuando il “vuoto Torricelliano” Torriccelli e Viviani dimostrarono che il vuoto può esistere in natura e che l’aria ha un peso ponendo quindi fine alle millenarie discussioni filosofiche sull’horror vacui (orrore del vuoto) che si pensava che dove non c’era aria ci fosse il vuoto. Pressione etto Pascal Il tubo di Toricelli (o barometro di Torricelli), fu il primo strumento realizzato appositamente per misurare la pressione atmosferica. È costituito da un tubo di vetro chiuso a un’estremità riempito di mercurio, posto in una vaschetta, anch’essa contenente mercurio, in modo creare un sistema di vasi comunicanti. La scelta del mercurio è  data dalla alta densità, che permette di lavorare a grandi pressioni con volumi relativamente piccoli. Torricelli misurò l’altezza che la colonna di mercurio aveva raggiunto pari a 760mm, e dedusse che il peso di questa colonna era antagonista ad una forza, generata da quella che oggi chiamiamo pressione atmosferica. Il mercurio contenuto nel tubo non è infatti soggetto alla pressione esterna, al contrario di quello nella vaschetta. Torricelli notò che il mercurio nel tubo si abbassava fino ad un certo punto. Infatti la pressione agiva solo sulla vaschetta e non nel tubo, non essendovi aria dentro questo, e faceva ostacolo al mercurio nel tubo. Per ottenere il valore della pressione atmosferica in pascal sarà quindi sufficiente calcolare il valore della pressione della colonna di mercurio. Phg = 1,013 x 10  Pa
Da questo esperimento e dal suo inventore prende nome un’unità di misura della pressione, il Torr, chiamato anche “millimetro di mercurio” (mmHg dove Hg è il simbolo chimico del mercurio), in quanto indica la pressione generata da una colonna di mercurio alta 1 mm). La scelta del mercurio non è casuale: questo materiale, infatti, ha anche allo stato liquido una densità notevole, tale da poter eguagliare la pressione atmosferica con una colonna alta, appunto soltanto 76 cm; ripetendo lo stesso esperimento con dell’acqua, per esempio, sarebbe necessario un tubo lungo 10.33 metri. La pressione è stata storicamente a lungo indicata in millimetri di mercurio (mm Hg) e molti barometri a mercurio ancora ne riportano la scala, anche se attualmente la misura corretta nel sistema internazionale è il Pascal. La pressione atmosferica si misura quindi in ettoPascal (hPa), multiplo del Pascal, corrispondente, quanto al valore, al Millibar (mb), unità di misura precedentemente accettata a livello internazionale (1 hPa = 100 Pa = 1 mb). Questo tipo di barometro offre una alternativa più pratica ed economica rispetto al barometro a mercurio, ma a scapito di accuratezza e precisione. L’elemento sensibile è costituito da un cilindro appiattito in cui è stato praticato il vuoto. Le ampie basi sono corrugate in modo da presentare una ampia escursione per effetto della pressione atmosferica agente su di esse. Un sistema di leve ed ingranaggi trasmettono questo movimento ad un indice che visualizza la pressione su una scala graduata. Il barometro elettronico a cella di carico È costituito da una piccola camera in cui è stato fatto il vuoto, in cui una parete è chiusa da un sensore di deformazione a cella di carico. In funzione della deformazione prodotta dalla pressione, la cella produce un segnale elettrico che può essere elaborato da un microprocessore o visualizzato direttamente da un voltmetro. Torricelli ricavò il valore della pressione atmosferica riempiendo di mercurio un tubo lungo circa un metro, tappandolo con un dito e capovolgendolo in una bacinella anch’essa contenente mercurio.
Lasciato defluire, il mercurio scese nel tubo fino a quando la pressione alla base della colonna di liquido non fu pari alla pressione dell’aria sulla superficie libera del mercurio.  Trovò che al livello del mare l’altezza della colonna di mercurio è circa 760 mm.
La pressione atmosferica, dunque, è data da
Patm = d g hatm
dove d= 13600 Kg/m3 è la densità del mercurio.  Se invece di mercurio si volesse usare acqua, si dovrebbe impiegare un tubo lungo più di 10 metri, in quanto la densità dell’acqua è 1000 Kg/m3

  

Giulia Canini 3°A

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