Elettromagnetismo - indice breve storia | |
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Breve storia dell'elettromagnetismo | |
Gray |
Un importante passo in avanti nello studio dell'elettricità, la scoperta cioè che i materiali possono essere raggruppati in due grandi categorie, conduttori e isolanti, in relazione alla loro caratteristica di condurre o meno l'elettricità, fu in gran parte merito dell'inglese Stephen Gray (1666 - 1736). Va tuttavia detto che il XVIII secolo abbonda di studiosi dell'elettricità e del magnetismo, per cui queste due discipline scientifiche fecero progressi dovuti soprattutto al lavoro collettivo di molti insigni fisici che ora nessuno più ricorda, ad eccezione degli storici di professione. Così, pur non essendoci una figura particolarmente dominante in questo periodo, il lavoro fatto è notevole, anche se si deve arrivare fino ad Alessandro Volta, duecento anni dopo la pubblicazione del "De Magnete" di Gilbert, per trovare un progresso davvero rivoluzionario.
Il lavoro di Gray in ambito elettrico lo portò, in seguito a varie modifiche su un lungo tubo di vetro elettrizzato, a sperimentare l'elettrizzazione su grandi distanze (più di 90 metri) grazie a delle sospensioni (isolanti) realizzate con fili di seta. Tuttavia le cordicelle di seta avevano la tendenza a rompersi facilmente soprattutto a causa del grosso peso che dovevano sostenere, ma quando esse venivano sostituite con fili metallici, più robusti ma ottimi conduttori, Gray notò che gli effetti elettrici non venivano più trasmessi. Alla fine lo scienziato interpretò questo esperimento e altri del genere introducendo la distinzione tra materiali isolanti, elettrizzabili per strofinio, e materiali conduttori, in cui la cosa non poteva avvenire. È chiaro però che questa è solo una semplice e limitata constatazione del comportamento delle sostanze, dato che la spiegazione scientifica del perché di questo diverso comportamento fu data molto più tardi.
Attualmente i conduttori sono corpi tali da permettere in essi il libero moto di alcune delle cariche che li costituiscono sotto l'azione di campi elettrici, a differenza degli isolanti in cui tale moto è impedito. Con specifico riferimento ai metalli, i conduttori per eccellenza, questa proprietà è strettamente legata, come peraltro avviene negli isolanti e per la materia in generale, alla particolare natura del legame chimico (quello cosiddetto metallico) che li caratterizza. Per essi si parla di “gas di elettroni” che avvolge tutti i nuclei atomici del cristallo o, con un linguaggio più tecnico, di “sovrapposizione di tutti gli orbitali atomici di valenza” degli atomi del reticolo cristallino che dà vita agli “orbitali di Bloch” o “bande”. Comunque, al di là della complessa teoria atomica che ne spiega il comportamento, la differenza tra conduttori e isolanti in termini macroscopici resta in prima approssimazione quella di impossibilità per i primi e di possibilità per i secondi d'essere elettrizzati per strofinio, come messo in luce da Gray, oltre al fatto di essere o non essere in grado di condurre la corrente elettrica.