Oscillatore a tre scintille di Righi. Terza parte.
Nell’inventario del 1906 a pag. 164, n° 651, si legge “Telegrafo Marconi (trasmettitore di Righi e stazione ricevitrice con coherer relais, Morse e pile). Condizioni buone. ₤ 460”. Destinato al Gabinetto di Elettrotecnica.
Abbiamo già accennato nella seconda parte che Righi, almeno in Italia fu il più importante personaggio nel proseguire e perfezionare i lavori sperimentali che H. Hertz, svolse tra il 1886 e il 1889.
H. Hertz era una mirabile sintesi di fisico teorico e sperimentale; riuscì a semplificare le venti equazioni di Maxwell sulle onde elettromagnetiche portandole a nove, introdusse nuovi concetti come il Potenziale che porta il suo nome e per primo provò l’esistenza delle onde elettromagnetiche e delle loro proprietà del tutto analoghe a quelle della luce (H. Lorentz poi ridusse le equazioni alle 4 che ci sono note).
Ricordiamo sempre in proposito che le o. e. m. sono un modello utilissimo, ma oggi l’elettrodinamica quantistica ha fornito una diversa interpretazione della loro natura.
Come l’oscillatore di Righi, l’oscillatore di Hertz era aperto ed era formato da due cilindri di ottone allineati C e C’, del diametro di 3 cm e lunghi 13 cm, separati da uno spinterometro (le due sferette A A’ del diametro di 4 cm), vedi le figure 662 e 663.
Esso venne poi trasformato aggiungendo ai lati le due sfere A e A’ di 30 cm di diametro, distanti circa 1,5 m, mentre i fili conduttori a e a’ avevano un diametro di 5 mm e terminavano nello spinterogeno con le sferette di 3 cm di diametro e distanti 75 mm. Quando scoccavano le scintille esso diveniva un oscillatore in serie a capacità ed induttanza distribuite ed Hertz raggiunse nei suoi tentativi lunghezze d’onda non inferiori a 66 cm (circa 454 MHz).
H. Hertz dapprima al posto delle due sfere laterali mise delle piastre, ma le lunghezze d’onda erano più grandi (vedi la figura qui sopra). Per ridurle bisognava ridurre sia l`induttanza sia la capacità. Il dipolo era alimentato da un rocchetto di Ruhmkorff e le scintille diventavano conduttori oscillanti smorzati. Le cariche oscillanti producevano onde elettromagnetiche che si diffondevano nello spazio. Le lunghezze d’onda relativamente corte permettevano la loro misura nell’ambito di un laboratorio e permettevano di svolgere gli esperimenti sulla riflessione, rifrazione, interferenza, diffrazione, polarizzazione e sulle onde stazionarie. Insomma permettevano di mostrare che le onde elettromagnetiche si comportavano come la luce.
In figura 707 è mostrato il dispositivo con il quale Hertz produceva onde stazionarie (non si vede il riflettore posto sulla sinistra) che gli permisero di misurare le lunghezze delle onde prodotte. Non solo. Un suo aiutante gli suggerì che con i suoi apparecchi avrebbe potuto trasmettere segnali intellegibili a distanza e che si poteva costruire un telegrafo senza fili, ma Hertz pensava che non ci fosse un modo semplice per trasdurre le alte frequenze delle o.e.m. alle frequenze acustiche della voce e scoraggiò l’idea.
Righi a quanto pare non era neppure interessato al problema e si concentrò esclusivamente sul perfezionamento dei trasmettitori e dei ricevitori per ottenere risultati precisi a frequenze decisamente alte.
Nelle figure 53, 54 e 55 si vede l’uso che Hertz fece degli specchi cilindrici a sezione parabolica: nella figura 53 si vede l’oscillatore nel fuoco dello specchio, alimentato da un rocchetto di Ruhmkorff.
Questi tipi di specchi furono usati sia da Righi, come si è visto nella seconda parte, sia da Marconi.
Vogliamo ricordare che durante questi esprimenti Hertz nel 1887, con esperimenti ingegnosi e attenti, scoprì l’effetto fotoelettrico, il quale poi nel 1888 fu studiato da Righi e spiegato nel 1905 da A. Einstein.
Il professor Righi riuscì a generare onde di lunghezza 1,7 cm, iniziando gli esperimenti nel 1893 e continuando i lavori intrapresi da Hertz (morto nel 1894 a soli 36 anni), ma a frequenze molto più alte.
Mostrò di nuovo dunque la sorprendente identità tra le onde elettromagnetiche e quelle luminose, come era stato previsto dalla teoria di J. C. Maxwell.
I dispositivi di Righi erano costruiti per funzionare a distanze non superiori ai 25 metri, adatti per gli esperimenti nel corridoio più lungo dell`Istituto di Fisica, allora sito in via Zamboni a Bologna. Anche Righi, preso dai suoi esperimenti, non vide la possibilità di comunicare a distanza.
Bisognava aspettare l’audace idea di Marconi.
Infatti è noto l’uso che il giovane G. Marconi ( 1874 – 1937) fece dell’oscillatore di Righi. Pare ormai accertato che dall’autunno del 1891 a Livorno seguì per un anno le lezioni teorico pratiche del prof. V. Rosa di fisica e chimica, con il quale forse iniziò a fare esperimenti con il coherer. È accertato storicamente che a Bologna assistette sia a lezioni sia ad esperimenti di Righi, con il quale ebbe, giovanissimo, scambi di opinioni ed epistolari.
Marconi ebbe l’idea del tutto nuova, non di fare solo esperimenti, ma di trasmettere segnali intellegibili.
Vi sono in proposito innumerevoli dispute sia sul fatto che Marconi inizialmente non abbia inventato nessun apparecchio, ma abbia assemblato con sapienza oggetti già noti; sia su questioni di priorità nelle quali si citano a ragione D. Hughes, Feddersen, Tesla, e Lodge. Quest’ultimo per la sintonia. Non certo Popov che aveva ben ragione di affermare che il suo solo ricevitore a coherer fosse più efficiente.
Ma è indubbio che Marconi avesse come scopo precipuo la trasmissione a distanza di messaggi.
Nella figura senza numero si vede la riproduzione dal Brit. Pat. Spec. N° 12039, giugno 1896: a sinistra la vista di lato dell’antenna cilindrica a sezione parabolica nel cui fuoco è posto un oscillatore di Righi come quello che si vede nella foto col giovane Marconi; a destra la vista frontale dello stesso trasmettitore alla lunghezza d’onda di 25 cm.
La figura 109 mostra il trasmettitore collegato ad un’antenna piatta e a terra, mentre in figura 110 il ricevitore con il coherer collegato anch’esso all’antenna e a terra. Con un dispositivo molto simile fece il primo esperimento dalla “stanza dei bachi” a Pontecchio a fine del 1894; le lastre aumentavano la capacità dell’oscillatore e servivano ad ottenere onde lunghe con le quali successivamente superò una collinetta; ma nel frattempo lavorava anche con le onde corte. Infatti i suoi primi brevetti del 1896 riguardarono entrambe le soluzioni.
Non è questa la sede per parlare di questioni di priorità, sulle quali sono stati scritti numerosissimi libri, saggi e articoli. Vogliamo solo dire che Marconi riuscì a perfezionare tutti i dispositivi di cui venne a conoscenza per ottenere i migliori risultati possibili: basta confrontare la raffinatezza e la stabilità dei suoi coherer con quelli costruiti da altri nella stessa epoca, per averne una prova!
Per consultare le altre due parti scrivere “Righi” su Cerca. Si consiglia inoltre di leggere (come si è detto nella prima parte) un articolo in questo sito alla voce: “Il Montani nella storia; il coherer e un convegno del 1985” dove è descritto un apparato marconiano con soluzioni che sono perfezionamenti di quelle di Hertz e soprattutto di Righi.
Bibliografia:
A. Righi, B. Dessau, La Telegrafia senza Filo, N. Zanichelli, Bologna 1905.
A. Righi, Le Onde Hertziane, Il Nuovo Cimento, Serie V, Tomo I, Gennaio 1901.
V. J. Phillips, Hearly Radio Wave Detectors, Peter Peregrinus LTD, 1980.
Giorgio Dragoni, L’opera di Righi tra Calzecchi Onesti e Marconi, in La conquista della telegrafia senza fili, a cura di E. Fedeli e M. Guidone, Nuova Alfa Editoriale, Bologna, 1987.
La figura con Marconi da giovane con alla sua destra un oscillatore di Righi si trova sia nel testo precedente, sia sulla copertina del Giornale di Fisica N° 3, Vol. 14, del 1973.
G. Tabarroni, Bologna e la storia della radiazione, Lions Club Bologna, 1965.
H. J. Aitken, Syntony and Spark – The Origins of Radio, Princeton University Press, New Jersey 1985.
J. F. Ramsay, Microwave Antenna and Waveguide Techniques Before 1900, Proceedings of the IRE, Vol. 46, N° 2, February 1958, da cui sono tratte le figure 53, 54, 55.
Le figure 662 e 663 sono a pag. 526 e la figura 707 è a pag. 553 di G. Veroi, Elementi di Elettrotecnica, Vol. I, UTE, Torino 1905.
La figura senza numero con la schematizzazione di un esperimento di Hertz è a pag. 14-12 di AA. VV. PPC Progetto Fisica, Vol. B, Zanichelli, Bologna 1986.
Foto di Claudio Profumieri, elaborazioni, ricerche e testo a cura di Fabio Panfili.
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