Hauksbee - [...] Surprizing Phenomena Touching Light and Electricity - 1709 | L

25 Apr, 2026

[1]

[1.1-26-43|68]

1 Prefazione a un trattato scientifico del primo Settecento: sperimentazione, attrazioni elettriche e nuovi tipi di luce

Il mondo dotto è ora quasi generalmente convinto che non c’è altro modo di migliorare la filosofia naturale se non mediante dimostrazioni e conclusioni fondate su esperimenti accurati.

Il brano proviene dalla prefazione e dall’indice di un trattato scientifico di epoca tardo‑secentesca o primo‑settecentesca, probabilmente opera di Francis Hauksbee (dalla firma “Fra.”). Il testo sostiene con forza la superiorità del metodo sperimentale rispetto alle ipotesi astratte, paragonate a “Vain Hypothefes, which feem to differ little from Romances” (fr:49) [vane ipotesi, che sembrano differire poco dai romanzi]. L’autore afferma che, dopo molti secoli di scarso progresso, “greater Advances have been made within the compafs of a fmall number of Years” (fr:50) [maggiori progressi sono stati compiuti nel giro di pochi anni] grazie a tale approccio.

Vengono citati due grandi innovatori: Robert Boyle, che con la sua “great Variety of Experiments” (fr:52) [grande varietà di esperimenti] e l’invenzione della pompa pneumatica fece luce sulle cause naturali; e Isaac Newton, che “has invented and eftablifh’d the Theory of Light and Colours” (fr:52) [ha inventato e stabilito la teoria della luce e dei colori] mediante dimostrazioni fondate su esperimenti e osservazioni.

L’oggetto specifico del trattato è duplice. Da un lato, “New Experiments […] concerning the Production and million of certain Kindf of Light from different Bodies, (hitherto unohlerv cl)” (fr:54) [Nuovi esperimenti riguardanti la produzione e l’emissione di certi tipi di luce da diversi corpi (finora non osservati)] – si tratta probabilmente del mercurial phosphorus (fr:63). Dall’altro, lo studio delle attrazioni elettriche: “the Nature and Laws of EleCtrical Attractions have not yet been much conlider’d by Any” (fr:57) [la natura e le leggi delle attrazioni elettriche non sono state ancora molto considerate da nessuno]. L’autore spera che queste osservazioni possano illuminare “fome of the Wonderful and hitherto Unheeded Effects of this ftrange Property of Bodies, in feveral of the Operations of Nature” (fr:57) [alcuni degli effetti meravigliosi e finora trascurati di questa strana proprietà dei corpi in diverse operazioni della natura], e persino “in the Production and De termination even of Involuntary Motions in the Parts of Animals” (fr:57–58) [nella produzione e determinazione anche dei movimenti involontari delle parti degli animali], argomento su cui “very little has vet been wrote intelligibly” (fr:58) [molto poco è stato scritto in modo intelligibile].

La prefazione si chiude con l’auspicio che questi “Hints and Suggeftions” (fr:59) [suggerimenti e accenni] possano “excite the Curiofity of Ingenious Inquirers” (fr:59) [suscitare la curiosità di indagatori ingegnosi] e che l’intenzione dell’autore – “entirely for the Impovement of Natural Knowledge” (fr:59) [interamente per il miglioramento della conoscenza naturale] – venga completamente soddisfatta.

L’indice del volume, riportato in forma frammentaria, elenca esperimenti sulla pompa pneumatica (fr:61), sul fosforo mercuriale (fr:63) e sull’attrito dei corpi in vari mezzi (fr:65), in particolare “Concerning the Attrition of-Amber 0# Woollen in Vacuo” (fr:67) [Riguardo all’attrito dell’ambra e della lana nel vuoto]. Questi temi collocano l’opera all’avanguardia della ricerca settecentesca sull’elettricità e la luminescenza.

[2]

[2.1-34-126|159]

2 Resoconto del trattato scientifico sulla pompa pneumatica e gli esperimenti con il fosforo mercuriale

Descrizione dettagliata di una pompa pneumatica a due cilindri, seguita da due esperimenti sulla produzione di luce dal mercurio mediante l’introduzione di aria rarefatta.

Il testo descrive una pompa pneumatica composta da due cilindri di ottone (barrels) alti dodici pollici e con diametro interno di due pollici: “confifts of two Brafs Barrels or Cylinders, as reprefented by aaaa, twelve inches in height, and two their diameters within” - (fr:126) [consiste di due cilindri o barili di ottone, come rappresentato da aaaa, alti dodici pollici e con due pollici di diametro interno]. Gli stantuffi (suckers o emboli) vengono alzati e abbassati girando la manovella (winch) avanti e indietro: “The Suckers, or Emboli, are rais’d and deprefs’d by turning the Winch b b backward and forward” - (fr:127) [Gli stantuffi, o emboli, vengono sollevati e depressi girando la manovella b b in avanti e indietro]. Il meccanismo usa una lanterna con perni che ingranano con le cremagliere, permettendo il movimento alternato; le valvole, fatte di vescica flessibile, sono fissate sulla parte superiore di ciascun embolo e sul fondo dei cilindri, in modo da espellere e scaricare l’aria prelevata dal recipiente posto sul piatto della pompa: “By which means the Valves, which are made of limber Bladder, and fix’d on the upper part of each Embolus, as well as at the bottom of the fore-mention’d Cylinders, perform their Offices mutually of exhaufting and discharging the B - ■ fame fame Air taken from the Recipient on the Plate of the Pump” - (fr:128) [Per mezzo di ciò le valvole, fatte di vescica flessibile e fissate sulla parte superiore di ciascun embolo, così come sul fondo dei suddetti cilindri, svolgono reciprocamente la loro funzione di evacuare e scaricare la stessa aria prelevata dal recipiente sul piatto della pompa].

Un vantaggio fondamentale di questa pompa è che, quando il recipiente è quasi completamente evacuato, la pressione dell’aria esterna sullo stantuffo discendente è così grande che la forza necessaria per sollevare l’altro stantuffo è appena superiore all’attrito delle parti mobili: “And when the Recipient comes to bepretty well exhaufted of its confairPd Air, the preffufe of the outward Air on the defcending Sucker is nearly fo great, that t,he Power requir’d to raife thee other is very little more than what furmounts the • friPcion of the moving Parts” - (fr:129) [E quando il recipiente è abbastanza ben evacuato della sua aria confinata, la pressione dell’aria esterna sullo stantuffo discendente è così grande che la potenza necessaria per sollevare l’altro è ben poco più di quanto superi l’attrito delle parti mobili]. Questo rende la pompa preferibile a tutte le altre, perché nelle pompe comuni, più ci si avvicina al vuoto, maggiore è lo sforzo, mentre in questa avviene il contrario: “Pump preferable to all other ; for, in the Working of them, the nearer they approach ^Vcuum^ the greater is their Labour: But this that I am -now defc ribbing (under the fame circumftances) is quite contrary” - (fr:130) [Pompa preferibile a tutte le altre; perché, nel loro funzionamento, più si avvicinano al vuoto, maggiore è la loro fatica: ma questa che sto ora descrivendo (nelle stesse circostanze) è del tutto contraria].

La base dei cilindri è posta in un piatto di ottone (dd) con i bordi alti circa due pollici, contenente acqua per mantenere umidi i collari di cuoio, impedendo così all’aria di insinuarsi: “The bottom of the Barrels are plac’d in a Brafs Difh, reprefented by dd Jy whole fides are about two inches highland is on pur pole to put Water in, to keep the Leather Collars ( on which the Brafs Cylinders ftand ) moift, whereby the Air is prevented’ from infinuating” - (fr:131) [Il fondo dei cilindri è posto in un piatto di ottone, rappresentato da dd, i cui lati sono alti circa due pollici, ed è appositamente per mettervi acqua, per mantenere umidi i collari di cuoio (su cui poggiano i cilindri di ottone), impedendo così all’aria di insinuarsi] “into the Cylinders in thofe parts” - (fr:132) [nei cilindri in quelle parti]. I cilindri sono avvitati mediante dadi (ee ee) che premono la frontespizie (f f) su di essi, attraverso cui passano due pilastri (gggg): “The Cylinders are ferew’d down on the fame by the Nuts e e ee , which force the Frontifpiece f f down on them, thro’ which the two Pillars gggg pafs” - (fr:133) [I cilindri sono avvitati su di essa mediante i dadi e e ee, che spingono la frontespizie f f su di essi, attraverso cui passano i due pilastri gggg]. I pilastri hanno un ferro a forma di collo di cigno (g g) fissato alla parte posteriore del telaio per maggiore stabilità: “The Pillars have an Iron belonging to each of Tin, and pafs from ’em in the form ot a Swan-neck* decipher’d by g g, which Irons are fatten’d to the hinder part of the Frame, for their better fecurity from fhabing” - (fr:134) [I pilastri hanno un ferro di stagno per ciascuno, e da essi passano in forma di collo di cigno, decifrato da g g, i quali ferri sono fissati alla parte posteriore del telaio, per la loro migliore sicurezza dallo scivolare].

Tra i due cilindri sorge un filo cavo di ottone (hhhh) che comunica con ciascuno di essi tramite un pezzo di ottone forato disposto orizzontalmente: “From between the two Brafs Barrels arifes a Brafs hollow Wire, hhhh r which hath a communication with each of ’em, by means of a perforated piece of Brafs which lies along horizontally from one to the other” - (fr:135) [Da tra i due cilindri di ottone sorge un filo cavo di ottone, hhhh, che ha comunicazione con ciascuno di essi per mezzo di un pezzo di ottone forato che giace orizzontalmente dall’uno all’altro]. L’estremità superiore di questo filo cavo è fissata a un altro pezzo di ottone forato, avvitato sotto il piatto (H), che ha un diametro di 10 pollici e un bordo di ottone per evitare la fuoriuscita d’acqua, necessaria in vari esperimenti: “The upper end of this hollow Wire is fatten’d to another piece of perforated’ Brafs, which ferew$ ion underneath the Plate Hit^ which is io inches over, and has, a Brafs Rimm fockr’d on it, to prevent the fhedding of Water; for; which” - (fr:136) [L’estremità superiore di questo filo cavo è fissata a un altro pezzo di ottone forato, che è avvitato sotto il piatto H, che ha un diametro di 10 pollici, e ha un bordo di ottone saldato sopra, per evitare la fuoriuscita di acqua; per la quale] “there is occafion in feverai Experiments” - (fr:137) [vi è occasione in diversi esperimenti]. Tra il centro e il lato di questo piatto sorge un piccolo tubo (k), alto circa un pollice e mezzo, attraverso cui tutta l’aria prelevata dal recipiente passa nel filo cavo e poi nei cilindri: “Between the middle and the fide of this Plate arifes a fmall Pipe, k, about an inch and half in height, thro’ which into the fore-mention’d hollow Wire paffes all the Air into the Barrels, as it is taken from the exhaufting Receiver” - (fr:138) [Tra il centro e il lato di questo piatto sorge un piccolo tubo, k, alto circa un pollice e mezzo, attraverso il quale, nel suddetto filo cavo, passa tutta l’aria nei cilindri, così come viene prelevata dal recipiente in evacuazione].

Sul piatto della pompa viene sempre posto un cuoio bagnato, su cui si appoggiano i recipienti: questo impedisce all’aria di penetrare nei vetri, le cui estremità sono ben levigate, ed è superiore a qualsiasi cemento, permettendo di eseguire diversi esperimenti nel tempo in cui prima se ne faceva uno solo: “Upon the Plate of the Pump is always laid a wet Leather, on which the Recipients are plac’d : This wet Leather prevents the Air’s getting into the GlafTes, whofe edges are truly ground, and is of ufe for that purpofe beyond any Cement whatfoever, and not only fecures it from the Air’s ingrefs that way, but by the ufe of it we can make -feverai Experiments in the fame time they formerly could make one, without any daubing or difficulty” - (fr:139) [Sul piatto della pompa viene sempre posto un cuoio bagnato, su cui sono posti i recipienti: questo cuoio bagnato impedisce all’aria di entrare nei vetri, i cui bordi sono rettificati, ed è utile a questo scopo più di qualsiasi cemento, e non solo lo protegge dall’ingresso dell’aria da quella parte, ma con il suo uso possiamo eseguire diversi esperimenti nello stesso tempo in cui prima ne facevano uno, senza alcuna pasticciatura o difficoltà].

Un’altra eccellenza di questa pompa è il manometro (Gage), indicato da l III, un tubo di vetro lungo circa 34 pollici, posizionato in modo da non subire danni e da non interferire con gli esperimenti: “Another Excellency in tins Pump is, the Contrivance of the Gage, denoted by l III, which Gage is a Glafs Tube about 34 inches long, and is fo plac’d that it cannot eafily receive damage, and is altogether out of the way of any thing that is experimented on the Pump” - (fr:140) [Un’altra eccellenza di questa pompa è il congegno del manometro, indicato da l III, il quale manometro è un tubo di vetro lungo circa 34 pollici, ed è posto in modo che non possa facilmente ricevere danni, ed è del tutto fuori dal percorso di qualsiasi cosa venga sperimentata sulla pompa]. La sua estremità inferiore è immersa in un bicchiere di mercurio (m m), sulla cui superficie è posta una linguetta di sughero forata per il passaggio del tubo; sopra di essa è collocata una tavoletta di bosso, larga circa un pollice e scanalata al centro per accogliere il tubo, fissato con due anelli di ottone che permettono al tubo di salire e scendere liberamente con il mercurio: “Its lower Orifice is plung’d in a Glafs of Mercury, defcrib’d by m m, on the furface of which is laid a piece of Cork with a hole in the middle for the Glafs Tube to pafs thro’: On this Cork is plac’d a Board made of Box Wood, about an inch in breadth, and groov’d in the middle to receive the fore-mention’d Glafs Tube,which is loofely loop’d on to the fame by two Brafs Loops, that it may have the liberty of riling and falling as the Mercury afcends or defcends in the Gage” - (fr:141) [La sua apertura inferiore è immersa in un bicchiere di mercurio, descritto da m m, sulla cui superficie è posta un pezzo di sughero con un foro nel mezzo per far passare il tubo di vetro: su questo sughero è posta una tavoletta di legno di bosso, larga circa un pollice, e scanalata nel mezzo per ricevere il suddetto tubo di vetro, che è allentato anellato alla stessa da due anelli di ottone, in modo che abbia la libertà di salire e scendere mentre il mercurio sale o scende nel manometro]. Alla parte superiore del tubo è cementata una testa di ottone, che si inserisce nel pezzo di ottone forato avvitato sotto il piatto, comunicando sia con il recipiente sia con il filo cavo tra i due cilindri: “To the upper part of this Tube is cemented a Brafs Head, ■■which Brafs Head fits into the fore-mention’d perforated Brafs Piece that is fcrew’d on under the Plate, and has a communication as well with the Recipient on the fame, as with the hollow Brafs Wire bhhh B 2 paf C 4 1 paffing between the two Barrels” - (fr:142) [Alla parte superiore di questo tubo è cementata una testa di ottone, la quale testa di ottone si inserisce nel suddetto pezzo di ottone forato che è avvitato sotto il piatto, e ha comunicazione tanto con il recipiente su di esso, quanto con il filo cavo di ottone bhhh che passa tra i due cilindri]. La tavoletta di bosso è graduata in pollici e quarti, dalla superficie del mercurio fino a 28 pollici, e poi in decimi di pollice: “The Box Board is graduated into Inches and Quarters, from the furface of the Quickfilver to 28 inches high: from thence ’tis divided into Tenths of inches” - (fr:143) [La tavoletta di bosso è graduata in pollici e quarti, dalla superficie del mercurio fino a 28 pollici di altezza: da lì è divisa in decimi di pollice]. Questo manometro permette di osservare i gradi di rarefazione in qualsiasi esperimento con la massima precisione: “By this Gage the Degrees of Rarefaction in any Experiment are at all times molt nicely to be obferv’d” - (fr:144) [Con questo manometro i gradi di rarefazione in qualsiasi esperimento sono sempre osservati con la massima precisione].

Il rubinetto dell’aria (Air-cock, n) è anch’esso avvitato sullo stesso pezzo di ottone forato in cui sono inseriti le parti superiori del manometro e del filo cavo; la figura 0000 rappresenta un recipiente posto sul piatto della pompa, sulla cui parte superiore (p p) passa, attraverso una scatola di collari di cuoio, un filo scorrevole (Slip-wire) che serve a sollevare, lasciar cadere o sospendere qualsiasi oggetto a un’altezza determinata all’interno del recipiente, senza infiltrazione d’aria: “The Air-cock, n, which lets in the Air, is likewife a Screw on the lame fore-mention’d perforated Brals, in which the upper parts of the Gage and hollow Wite are inferted : 0000 reprefentsa Receiver Handing on the Plate of the Pump, on whofe upper part /> />, thro’ a Box of Collars of Leather, palTes a Slip-wire, whofe Office is to take up, let fall, or fufpend any thing at any determinate height, in the Receiver, without the Air’s infinuation” - (fr:145) [Il rubinetto dell’aria, n, che fa entrare l’aria, è anch’esso una vite sullo stesso pezzo di ottone forato in cui sono inseriti le parti superiori del manometro e del filo cavo: 0000 rappresenta un recipiente in piedi sul piatto della pompa, sulla cui parte superiore p p, attraverso una scatola di collari di cuoio, passa un filo scorrevole, il cui compito è di sollevare, lasciar cadere o sospendere qualsiasi cosa a un’altezza determinata nel recipiente, senza infiltrazione d’aria].

Segue la sezione relativa agli esperimenti: “SECT. l 5 : SECT. r. An Account of several Experiments on the Mercurial Phosphorus” - (fr:146-148) [Sezione. resoconto di diversi esperimenti sul fosforo mercuriale]. Il Primo Esperimento descrive l’uso di un recipiente di vetro aperto e levigato a entrambe le estremità, capace di contenere circa 30 once d’acqua, chiuso superiormente con una piastra di ottone mediante cuoio bagnato, con un rubinetto e un piccolo tubo di vetro inserito che arriva quasi fino al fondo di un bicchiere interno contenente mercurio per circa un quarto di pollice. Dopo aver evacuato il recipiente, il rubinetto viene aperto per far entrare l’aria: “the Air making its way thro’ the Tube before mention’d, rufh’d with a very great Violence thro’ the body of the Mercury, blowing it up forcibly againft the fides of the Velfel that contain’d it” - (fr:151) [l’aria, facendosi strada attraverso il tubo suddetto, si precipitava con grandissima violenza attraverso il corpo del mercurio, soffiandolo su con forza contro le pareti del recipiente che lo conteneva]. In questo trambusto, il mercurio apparve come una grande massa fiammeggiante composta da innumerevoli piccole sfere lucenti, che, spinte in alto e sbattute contro le pareti di vetro dalla impetuosa corrente d’aria, ricadevano per il loro peso nel resto del mercurio: “it look’d like one great flaming Maffe, compos’d and made up of innumerable little glowing Balls, which being forced up and daflh’d againft the fides of the Giafs by the impetuous Torrent of Air, fell down again by their own .weight into the reft of the Mercury” - (fr:152) [sembrava una grande massa fiammeggiante, composta e formata da innumerevoli piccole sfere incandescenti, che, spinte in su e sbattute contro le pareti di vetro dall’impetuosa corrente d’aria, ricadevano per il loro peso nel resto del mercurio]. Il fenomeno luminoso continuò finché il recipiente non fu riempito a metà d’aria. Il risultato dell’esperimento mostra che la luce è producibile dal mercurio facendo passare aria comune attraverso il suo corpo dopo che il recipiente è ben evacuato: “That Light is producible from Mercury, by pafjing com>,mon Air thro 5 the Body of it , after the Receiver is well exhaufied : i. e. that Light is producible by the application of a very fubtile and penetrating Mover , to a Fluid : of great denfity , rvhoje Parts are mofi minutely divided* .and of a fmooth and poliflFd Superficies 7 and plac’d where it has little dijlurbance , but from that Body which gives .’the Motion to its Parts” - (fr:153) [Che la luce è producibile dal mercurio, facendo passare aria comune attraverso il suo corpo, dopo che il recipiente è ben evacuato: cioè che la luce è producibile dall’applicazione di un motore molto sottile e penetrante a un fluido di grande densità, le cui parti sono minutamente divise e di una superficie liscia e levigata, e posto dove ha poca perturbazione, se non da quel corpo che dà il movimento alle sue parti]. Il testo conclude che il mercurio è un corpo denso e levigato, l’aria è un motore sottile, e il recipiente evacuato è un ricettacolo adatto: “For fuch a denfe and polite Body, is Mercury; fuch a fubtile Mover, is the Air; ,and fuch an apt Repo fit ory^ is an Exhaufted Receiver” - (fr:155) [Poiché tale è un corpo denso e levigato, il mercurio; tale un motore sottile, l’aria; e tale un ricettacolo adatto, un recipiente evacuato].

Il Secondo Esperimento utilizza un recipiente alto circa 21 pollici, con un vetro a forma di “cup” (simile a quelli usati per il salasso) avvitato all’apertura superiore, con un tubicino rastremato e tappato; all’interno del recipiente alto è incluso un vetro di circa 17 pollici con una corona rotonda come un “Shade” (copertura per statue contro la polvere): *“Aving provided a Receiver of about 21 inches _in height, I fcrew’d to the upper Orifice of it a Giafs refembling thofe now commonly us’d for ‘Cupping, havirig an open paiTage thro’ its Neck, in which Was cemented a piece of a fmall Tube, drawn tapering to one end by the Flame of a Candle: This, together with the Cup, made an entire funnel^ the fmall Aperture of which was hop’d with a round little Plug of Wood, to prevent the Mercury’s totting the Receiver before its due time. Within this tall! Receiver was included a Gkfs of tire height C 7 3 Height of about 17 inches, which had a round Crown like a Shade (as they generally call thofe Fences which are put over Images to keep’em from the Duff.’)“* - (fr:157-159) [Avendo procurato un recipiente di circa 21 pollici di altezza, avvitai all’apertura superiore un vetro simile a quelli ora comunemente usati per il salasso, avente un passaggio aperto attraverso il suo collo, in cui era cementato un pezzo di un piccolo tubo, rastremato a un’estremità dalla fiamma di una candela: Questo, insieme alla coppa, formava un imbuto completo, la cui piccola apertura era tappata con un piccolo tappo di legno rotondo, per impedire al mercurio di uscire dal recipiente prima del momento opportuno. Dentro questo alto recipiente era incluso un vetro dell’altezza di circa 17 pollici, che aveva una corona rotonda come una copertura (come generalmente chiamano quelle recinzioni che vengono messe sopra le immagini per tenerle lontano dalla polvere)].

Non viene descritto l’esito del secondo esperimento nel testo fornito, ma è implicita la continuazione della sezione.

[3]

[3.1-23-229|251]

3 Macchina per l’attrito in vuoto e osservazione della luce da attrito dell’ambra

Esperimento I sull’attrito dell’ambra su lana in vuoto: una luce continua appare dopo pochi secondi.

Il testo descrive dettagliatamente una macchina costruita per generare attrito in condizioni di vuoto, seguita dal resoconto di un esperimento sull’ambra. La macchina è costituita da una scala (“AAAATS a Ladder, fuch as is generally us’d in Houfes” – fr:229 [AAAATS una scala, come quella comunemente usata nelle case]) e da una barra di ferro che attraversa il gradino superiore fissata al pannello posteriore con dadi e viti (fr:230). Due ganasce di ferro (C C) tengono la grande ruota DD di 25 pollici di diametro nel suo incavo (fr:232). Sopra la piastra di ottone della pompa ad aria (E E) è posizionato il recipiente (f f) (fr:233). Un mandrino (g g) consente di fissare corpi di diversa grandezza mediante un foro al centro e due dadi (h h) (fr:234–235). Una piastra di ottone con una scatola munita di collari di cuoio ben oliati permette il passaggio del mandrino (fr:236). Due colonne (kkkk) con dadi servono a fissare una tavola che riceve la punta superiore del mandrino, mentre quella inferiore cade in una sede di ottone avvitata al centro della piastra della pompa (fr:237). I supporti (L L L L) vanno dal tavolo superiore della scala alle colonne per evitare che il recipiente venga spostato dal movimento della cinghia della ruota (fr:238). Una piccola ruota (m m) di un pollice e mezzo di diametro è circondata dalla cinghia proveniente dalla ruota grande (fr:239). Il manovellino (N N) mette in moto il tutto; la ruota piccola compie circa quindici giri per ogni giro della ruota grande DD, quindi la velocità delle parti estreme aumenta proporzionalmente al rapporto dei diametri (fr:240). Un robusto asse (oooo) va dalla ganascia inferiore al suolo per sostenere e stabilizzare la ruota grande (fr:241). Due viti (p p) fissano la scala al pavimento (fr:242).

Si passa quindi all’Esperimento I, Concernente l’attrito dell’ambra sulla lana in vuoto (fr:243). L’autore prese alcune perle d’ambra grandi come piccole noci moscate, le infilò su un filo e le applicò a un pezzo di legno circolare con una scanalatura sul bordo per tenerle ferme durante l’attrito (fr:244). Per una maggiore sicurezza furono infissi spilli o pezzi di filo metallico nel legno, e tra ogni perla legato un filo da spillo a spillo, le perle sporgendo di un semidiametro oltre il legno (fr:245). Il tutto fu montato sul mandrino e fissato con i due dadi, come già descritto. Quindi la piastra di ottone su cui era avvolta la lana venne avvitata al suo posto, in modo da premere contro l’ambra con forza moderata (fr:246). Preparato ciò, il recipiente fu posto sopra il complesso, con la sua piastra superiore e la scatola per il passaggio del mandrino (fr:247–248). La pompa fu messa in funzione e il mercurio nel manometro si elevò rapidamente a circa 29½ pollici, indicando che il recipiente era ben evacuato (fr:248–249). Girando la grande ruota della macchina, l’ambra subì un vivace attrito sulla lana. Dapprima non apparve nulla di notevole, ma dopo uno o due secondi si manifestò una luce sensibile: “For where-ever the Attrition of the Amber was made; while the Motion went on, there, and at all times, did the Light continue without intermifllon, and might be difcern’d at three or four foot diftance.” – (fr:251) [Poiché ovunque veniva effettuato l’attrito dell’ambra, mentre il movimento continuava, là e in ogni momento la luce continuava senza interruzione e poteva essere scorta a tre o quattro piedi di distanza.]

[4]

[4.1-37-258|294]

4 Esperimenti sull’attrito in vuoto: luce, calore e il ruolo dell’aria

L’esperienza mostra che l’aria è indispensabile per la produzione di scintille vive e che, in sua assenza, l’attrito genera solo una luce fioca e continua.

Il testo descrive due serie di esperimenti condotti per studiare il fenomeno luminoso prodotto dall’attrito in condizioni di vuoto. Nel secondo esperimento, riguardante l’attrito di acciaio e selce, si osserva che le scintille diminuiscono progressivamente man mano che l’aria viene rimossa. Inizialmente, “there were Sparks of Fire produc’d in great plenty” (fr:269) [venivano prodotte scintille di fuoco in grande abbondanza], ma dopo l’evacuazione parziale “the Sparks which then appear’d, were neither fo numerous as before, nor fo bright and lively” (fr:269) [le scintille che apparivano non erano né così numerose come prima, né così brillanti e vivaci]. Alla fine, quando il ricevitore era ben evacuato, “there was not one Spark to be feen” (fr:271) [non si vedeva alcuna scintilla], e l’unica apparizione era “a faint, contu nued y little Streak of Light, vifible on the edge of the Flint” (fr:272) [una debole, continua, piccola striscia di luce visibile sul bordo della selce]. Reintroducendo l’aria, le scintille tornavano “as numerous and as vivid as at firfL” (fr:273) [numerose e vivide come all’inizio]. La conclusione è che “the Air’s Prefence is abfolately necejfary to that vi- ■ gorous expanfive Motion of the Parts of Bodies, wherein the Nature of Culinary Fire conftfts” (fr:273) [la presenza dell’aria è assolutamente necessaria a quel vigoroso moto espansivo delle parti dei corpi in cui consiste la natura del fuoco culinario].

Il terzo esperimento si concentra sull’attrito di vetro e lana in vuoto. Utilizzando un globo di vetro di circa quattro pollici di diametro e una lana ruvida, l’attrito rapido produce “a fine purple Light, and vivid to that degree, that all the included Apparatus was eafily and diftin&ly difcernable by the help of it” (fr:285) [una bella luce purpurea, così vivida che tutto l’apparato incluso era facilmente e distintamente riconoscibile grazie ad essa]. Questa luce purpurea era localizzata solo sui bracci della molla di ottone dove il vetro sfrega la lana, con dimensioni di circa mezzo pollice per un pollice, e rimaneva “lleddy in its pofition, without any the leaft Undulation” (fr:289) [stabile nella sua posizione, senza la minima ondulazione] nonostante la velocità del moto. Tuttavia, quando si lasciava entrare un po’ d’aria, “the Light and the Colour were both chang’d ; the Light impair’d in its Brightnefs, and the Colour in its 7 wfture” (fr:287) [la luce e il colore cambiarono entrambi; la luce perse brillantezza e il colore perse la sua tinta]. Con il rientro progressivo dell’aria, la luce diventava “more pale and faint” (fr:288) [più pallida e debole].

Una caratteristica peculiare è la variabilità del fenomeno: dopo due o tre ripetizioni con lo stesso vetro, “no Purple Light would appear, but a Pale one only fucceeded in its room” (fr:291) [nessuna luce purpurea appariva, ma solo una pallida prendeva il suo posto], e non era più possibile recuperare il colore viola. Lo stesso accadeva con un vetro nuovo dopo pochi utilizzi. Inoltre, dopo un attrito violento il vetro diventava “fo hot, as fenfibly to offend the Hand” (fr:294) [così caldo da offendere sensibilmente la mano], e la lana appariva “not only difcoloupd, but perfectly burnt through” (fr:294) [non solo scolorita, ma perfettamente bruciata].

Il testo si conclude con una domanda aperta: se la luce visibile sul bordo della selce in vuoto spinto non fosse della stessa natura “lambent” (fr:275) [lambente] di altre luci prodotte per attrito, menzionate in altri esperimenti. Storicamente, queste osservazioni rappresentano un contributo fondamentale alla comprensione della natura della luce e del calore generati per attrito, e del ruolo dell’aria come mezzo necessario per la combustione e per la produzione di scintille vivide.

[5]

[5.1-26-311|336]

5 Resoconto degli esperimenti sull’attrito e la produzione di luce

La frizione tra diversi corpi produce luci differenti per colore, intensità e durata, influenzate dalla preparazione dei materiali e dalla presenza d’aria.

Il testo descrive una serie di esperimenti sistematici sulla attritione (attrito) di diverse sostanze, condotti probabilmente in un contesto di filosofia naturale della prima età moderna. I risultati mostrano una varietà di fenomeni luminosi, documentati con precisione.

5.1 Esperimenti e luci osservate

Il primo esperimento riguarda l’attrito di conchiglie d’ostrica su lana: “The Succefs of this Trial was, that it produc’d a Light, but an obfcure and dm one, and, at beft, like a faint Halo” (fr:312) [Il successo di questa prova fu che produsse una luce, ma oscura e debole, e al massimo come un debole alone]. Un secondo esperimento, attrito di lana su lana, dà una luce ancora più flebile: “a [mail glim~ mering Light appear’d, but fuch as gave no profpeft of being any way improved by the continuance of the motion” (fr:317) [apparve una piccola luce tremolante, ma tale da non dare alcuna prospettiva di essere migliorata dal proseguimento del moto]. La luce scompare con l’ammissione di una piccola quantità d’aria.

L’attrito di vetro su lana produce una luce viola: “That a Fur pie Light rpas produc’d by the Attrition of Glafs on Woollen ( in Vacuo f)” (fr:319) [Che una luce porpora fu prodotta dall’attrito del vetro sulla lana (nel vuoto?)]. Questa luce viola decade con l’introduzione dell’aria e scompare dopo due o tre prove con lo stesso vetro: “That this Purple Light is lojl, after two or three fuccejftve Trials with’the fame Glafs” (fr:320) [Che questa luce porpora si perde dopo due o tre prove successive con lo stesso vetro].

L’uso di lana impregnata di sostanze saline e spiritose produce una luce più intensa: “That a brisk Fulgurating Light was produc’d by the attrition of Glafs, on Woollen impregnated with faline and fpirituous parts” (fr:321) [Che una vivace luce fulgurante fu prodotta dall’attrito del vetro su lana impregnata di parti saline e spiritose]. L’attrito di vetro su conchiglie d’ostrica genera una luce rosso fuoco confinata in un piccolo spazio: “That a Red Fiery Light was produced upon the attrition of Glafs on Oyft erf hells, which Light was confin’d within a nArrow compafs” (fr:322-324) [Che una luce rossa e infuocata fu prodotta dall’attrito del vetro su conchiglie d’ostrica, luce confinata in uno stretto spazio]. Al contrario, l’attrito di lana su conchiglie dà solo una luce fioca: “a faint dim Light was produc’d” (fr:325).

5.2 Osservazioni e considerazioni generali

Dagli esperimenti si traggono alcune conclusioni. Innanzitutto, diversi corpi producono luci differenti per colore e intensità: “different forts of Bodies afford us remarkably-different Lights, different in Colour, and different in Force and Vigour” (fr:329). In secondo luogo, gli effetti dell’attrito variano in base alla preparazione dei materiali: “the Effects of an Attrition may be various, according to the different preparation and ma~ nagement of the Bodies” (fr:331-332). Infine, alcuni corpi, dopo aver prodotto una particolare luce, possono esaurire la loro capacità di riprodurla: “Bodies which have yielded a particular Light, may be brought by Frittion to yield no more of that Light” (fr:335). Questo è evidente nel caso della luce porpora, che non può essere recuperata: “for that Purple could not be recover’d by any Art or Means whatfoever” (fr:336).

La testimonianza è rilevante per la storia della scienza, in particolare per lo studio della triboluminescenza e degli effetti dell’attrito nel vuoto. L’autore mostra un approccio sperimentale metodico, con attenzione alle condizioni (vuoto, aria, impregnazione dei tessuti) e alla riproducibilità dei fenomeni. Non si registrano contraddizioni, ma solo la constatazione che alcune luci non sono migliorabili con l’aumento del moto e che il colore della lana non influenza il colore della luce emessa (fr:318).

[6]

[6.1-53-359|411]

6 Luce dall’attrito del vetro: esperimenti nel vuoto, nell’aria e nell’acqua

Esplorazione sistematica della luce prodotta per attrito del vetro in diverse condizioni, con osservazioni pionieristiche sulla natura non termica del fenomeno e sul ruolo dell’elasticità dei materiali.

Il testo descrive una serie di esperimenti mirati a studiare la luce generata dall’attrito del vetro su se stesso, condotti in vuoto, in aria comune, sott’acqua e con un globo di vetro evacuato. L’apparato era perfettamente visibile alla luce prodotta, tanto che “l’intero apparato incluso era perfettamente discernibile grazie ad essa” - (fr:359) [“The whole included Apparatus was perfectly discernible by it”], sebbene la luce del giorno ne riducesse l’intensità.

Una caratteristica notevole è il colore della luce, che “assomigliava a quello del vetro fuso” - (fr:361) [“The Colour of the Light produc’d, resembled that of melted Glafs”], e si diffondeva anche alle estremità dei tubi non toccati dal globo. In vuoto la luce era intensa come quella di un pezzo di vetro rovente della stessa grandezza esposto all’aria (fr:367). Gli esperimenti dimostrano che “una luce considerevole è prodotta dall’attrito del vetro sul vetro … nel vuoto” - (fr:368) [“a considerable Light is produced by the Attrition of Glass on Glass … in Vacuo”] e che “questa luce rimane inalterata all’ammissione dell’aria” - (fr:369) [“this Light continues unaltered upon the admission of Air”]. Questo comportamento distingue nettamente il fenomeno da altri, in cui la luce subiva alterazioni graduali con il ritorno dell’aria (fr:371).

L’usura dei tubi per strofinamento riduceva la luce; si osserva quindi “quanto la corretta elasticità e tensione delle parti contribuisca all’emissione di luce” - (fr:373) [“how much the due Spring and Tone of the Parts contributes to the emission of Light”], suggerendo che azioni meccaniche possano alterare le proprietà luminose dei corpi. Inoltre, la lucidatura superficiale del vetro non aggiunge nulla alla luce (fr:375), e il colore non è segno di incandescenza reale, perché “questo colore non sopravvive mai al movimento, ma scompare subito al suo cessare” - (fr:377) [“this Colour never outlives the motion, but is gone presently upon the ceasing of it”].

Sott’acqua l’attrito produceva una luce vivace che illuminava l’intero corpo d’acqua, ma “le parti dei tubi dove veniva fatta l’attrito erano distintamente rosse” - (fr:382) [“The parts of the Tubes, where the Friction was made, were distinguishably Red”]; la luce diminuiva rapidamente perché l’acqua diventava torbida per la polvere di vetro, fino a ridursi a “deboli lampi emessi a distanza” - (fr:384) [“faint Flashes sent out at a distance”]. Si conclude che “la luce è producibile dall’attrito del vetro sul vetro; non solo nel vuoto e nell’aria comune, ma anche nell’acqua” - (fr:386) [“Light is produceable by the Attrition of Glass on Glass; not only in Vacuo, and Common Air, but also in Water too”].

L’esperimento più spettacolare impiegava un globo di vetro di circa nove pollici di diametro, evacuato e posto in rapida rotazione. Applicando la mano nuda si produceva “una luce considerevole” - (fr:391) [“a considerable Light was produc’d”] di un “curioso colore porpora” - (fr:395) [“curious Purple Colour”], tanto intensa da rendere leggibili parole in stampatello e illuminare una stanza fino a dieci piedi di distanza (fr:392-394). La luce aumentava spostando la mano per rimuovere gli effluvi umidi condensati sul vetro. Quando si lasciava rientrare gradualmente l’aria, la modalità della luce si alterava progressivamente; prima che metà dell’aria fosse riammessa, “la luce cominciò a ramificarsi in figure piacevoli” - (fr:406) [“the Light began to branch it self into pleasant Figures”], con steli sempre più sottili che rimbalzavano contro il lato opposto del globo. Con l’ulteriore ingresso d’aria, luce e figure diminuivano fino a tornare come nel primo tentativo (fr:407). Notevole anche l’effetto di materiali diversi: applicando pelle di pecora, la luce appariva solo con il lato della lana, non con l’altro lato (fr:408-409).

Il testo conclude con una congettura: “si potrebbe congetturare con qualche probabilità che la luce prodotta proceda da qualche qualità nel vetro … e non dal mercurio per nessun altro motivo, se non solo in quanto è un corpo appropriato che, battendo o strofinando sul vetro, produce la luce” - (fr:411) [“one might conjecture with some probability, that the Light produc’d proceeds from some Quality in the Glass … and not from the Mercury”]. Questa osservazione, insieme alla documentazione sistematica delle variabili (vuoto, pressione, usura, materiali a contatto), colloca il trattato come una testimonianza fondamentale nella storia della triboluminescenza e dell’elettricità da strofinio.

[7]

[7.1-12-429|440]

7 Resoconto di un trattato scientifico sulla produzione di luce per attrito in un globo evacuato e sull’elettricità del vetro

L’autore descrive una serie di osservazioni sperimentali sulla luce generata dallo sfregamento della mano sulla superficie di un globo evacuato. Inizialmente si nota che “The Produff/on of a Light by the Fr iff ion of the Hand on the furface of the Exhaufled Globe.” (fr:429) [La produzione di luce tramite lo sfregamento della mano sulla superficie del globo evacuato.] Il fenomeno si intensifica spostando la mano da un punto all’altro: “The great improvement and encreafe of this Light, bv the motion of the Hand from one place to another.” (fr:430) [Il grande miglioramento e aumento di questa luce mediante il movimento della mano da un luogo all’altro.]

Caratteristica peculiare è che l’attrito richiesto è lieve e una frizione più violenta non aumenta l’effetto: “The fightnefs of the Friffion requifite to produce this Light; and its not encreafing by a more violent one.” (fr:431) [La leggerezza dell’attrito necessario per produrre questa luce; e il suo non aumentare con una frizione più violenta.]

Successivamente viene esaminata l’alterazione della luce al riammettere l’aria nel globo. “The Alteration of the Light, upon the Re-admiffion of the Air.” (fr:432) [L’alterazione della luce al riammettere l’aria.] Si osserva una variazione progressiva man mano che si reintroduce aria: “The Continuance of that Alteration, as more and more Air mas admitted.” (fr:433) [Il perdurare di quell’alterazione man mano che veniva ammessa sempre più aria.] Quando tutta l’aria estratta viene riammessa, la luce si comunica ai corpi vicini: “The Light’s communicating it felf to Bodies plac’d near it, when the rvhole quantity of Air drawn out was re-admitted.” (fr:434) [La luce che si comunica ai corpi posti vicino, quando tutta la quantità d’aria estratta veniva riammessa.] Questo avviene anche se l’aria viene introdotta tutta in una volta: “This, when the Air was let in all at once.” (fr:435) [Questo, quando l’aria veniva immessa tutta in una volta.]

Se invece l’aria viene introdotta gradualmente, non si ha un grande cambiamento di colore o intensità fino a quando non è stata ammessa più della metà del contenuto naturale del globo: “But when the Air was let in gradually; then no great change of the Light, as to colour or vigour, till more then j of the Globes natural content of Air was admitted.” (fr:436) [Ma quando l’aria veniva immessa gradualmente, allora nessun grande cambiamento della luce, per quanto riguarda colore o vigore, finché non era stata ammessa più della metà del contenuto naturale d’aria del globo.] Superata quella soglia si manifestano “G The [ 4 1 The wonderful Figures, Branchings, and Reverberations of the Light, as more Air was let in, till it came to the bounds of a certain quantity of Air admitted, where the appearance was at the height.” (fr:437) [Le meravigliose figure, ramificazioni e riverberazioni della luce, man mano che veniva introdotta più aria, fino a raggiungere i limiti di una certa quantità d’aria ammessa, dove l’apparenza era al massimo.] Oltre tale limite, l’ammissione di ulteriore aria provoca una graduale diminuzione sia della luce che delle figure: “The gradual diminution both of the Light and Figures, (’after it was come to that limit,) upon the admiflion of more and more Air.”* (fr:438) [La graduale diminuzione sia della luce che delle figure, (dopo aver raggiunto quel limite), all’ammissione di sempre più aria.]

Il testo si conclude con un esperimento separato sull’elettricità del vetro: “»- • • -• ■ An Experiment concerning the Electricity of Glafs 9 dijZ covering it f elf in an extraordinary manner% uyon afmart Attrition of it.” (fr:440) [Un esperimento concernente l’elettricità del vetro, che si manifesta in modo straordinario in seguito a un’energica frizione dello stesso.]

Questo resoconto testimonia osservazioni sistematiche sui fenomeni luminosi in condizioni di vuoto parziale, con dettagli sulla dipendenza dalla quantità d’aria e sulla natura dell’attrito. La descrizione delle figure e ramificazioni anticipa la comprensione delle scariche elettriche in gas rarefatti, mentre l’esperimento sul vetro conferma l’interesse per l’elettricità da strofinio. Il testo riveste rilevanza storica come documento delle prime indagini sperimentali sull’elettrostatica e sul comportamento della luce in ambienti a pressione ridotta.

[8]

[8.1-17-460|476]

8 Effluvia e ostacoli: osservazioni sugli esperimenti elettrostatici in condizioni ambientali variabili

Il testo documenta una serie di osservazioni sperimentali sugli efflussi elettrici (Effluvia) prodotti da un tubo strofinato, analizzando l’influenza dell’umidità, della temperatura e della stagione sulla loro propagazione e intensità.

Il manoscritto analizza in dettaglio come l’umidità atmosferica interferisca con gli esperimenti elettrostatici. L’autore osserva che in una “moifl Conftitution of the Air” (fr:460) le parti acquose tendono a condensarsi sulla superficie del tubo, “fo ch oak up and obftruft the paffage of the Matter” (fr:460). Tale umidità è definita “a great Enemy to all Experiments of this kind” (fr:461), e la ragione è “pretty obvious from what was juft now hinted about the refiftence” (fr:461).

A dimostrazione diretta dell’effetto di ostruzione, viene descritto un esperimento che funge da “ocular Demonftration of this” (fr:463). L’autore pone un pezzo di “fine Mujlin” (fr:464) tra il tubo e pezzi di “Leaf-Brafs” (fr:464); nonostante una forte frizione, gli effetti rimangono nulli fino a “ 4 times that diftance” (fr:465). Rimuovendo la mussola, gli efflussi tornano a imprimere “a motion at” (fr:464) corpi leggeri. Il fenomeno è interpretato come “the meer Effect of the Obftruftion of the palfage of the Effluvia by the fine Threads of the Linnen” (fr:466) – fili che “wholly dop’d and detain’d, or elfe broke and obtunded the force” (fr:467).

La temperatura e la stagione giocano un ruolo altrettanto cruciale. L’autore ricorda che il primo esperimento fu condotto in “Summer-time, as well as dry weather” (fr:468) e che il successo fu “more confiderable then, than it has been fince the declenfion of that Seafon” (fr:468). L’azione vigorosa dei raggi solari in estate “doth then more effeftually fhake the parts of all Bodies, opens and unlocks their Pores, and fo makes way for a freer and more plentiful emiffion of their Effluvia” (fr:470), mentre il mezzo ambiente più “fine and rarefied” (fr:470) favorisce l’espansione. Nonostante ciò, anche in “colder weather” (fr:471) gli effetti restano “very fenfible, and great enough” (fr:471) da attrarre l’attenzione.

Un ulteriore aspetto riguarda la percezione tattile degli efflussi. Quando il tubo, per la forte frizione, diventava “hotteft” (fr:472), la forza degli efflussi si manifestava “to another Senfe too, namely, that of feeling” (fr:472). Essi erano nettamente percepibili “upon the Face, or any other tender part” (fr:473) e producevano “fuch fort of f troaks upon the Skin , as a number of fine limber Hairs pufhing againfl it might be fuppos’d to do” (fr:474). Questa intensità spinse l’autore a indagare “in what manner fuch a motion was propagated, and in what Figure or fort of Track it went along” (fr:475). Tentò con “the Flame of a Candle , Smoke , Steam , Dufi} and the furfaces of Liquids” (fr:476), ma “without any manner of fuccefs” (fr:476).

[9]

[9.1-12-485|496]

9 Resoconto degli esperimenti con un tubo di vetro e un cilindro solido

“When the Air was let into the Tube again, the attractive power was immediately reftor’d.” – (fr:486) [Quando l’aria fu reintrodotta nel tubo, la potenza attrattiva fu immediatamente ripristinata.]

L’esperimento, condotto su un tubo cavo di vetro, indaga le proprietà elettriche in diverse condizioni di presenza d’aria, vuoto e illuminazione. Dopo aver evacuato il tubo, l’introduzione dell’aria ne ripristina immediatamente la capacità di attrarre oggetti (“the attractive power was immediately reftor’d” – fr:486). Inoltre, anche senza una nuova strofinazione, alcuni corpi precedentemente immobili iniziarono improvvisamente a muoversi e alcuni furono attratti fino al tubo stesso (“even then did feveral of the foremention’d Bodies … begin fuddenly to move; and fome of them were attra&ed up to the Tube it felf” – fr:487). Una successiva strofinazione restituiva al tubo la sua qualità elettrica con la stessa vigoria iniziale (“upon a frefh Attrition,the Tube recover’d it’s Electrical quality as yigoroufly as at firft” – fr:488).

Passando agli effetti nell’oscurità, quando il tubo era pieno d’aria si osservava che, scaldandosi il vetro, una luce seguiva il movimento della mano e, se un’altra mano veniva avvicinata, “a Light would evidently break forth from it, and That accomfanted with a Noife, refembling that of the cracking of a green Leaf in-the Fire” (fr:491) [una luce scaturiva evidentemente da essa, accompagnata da un rumore simile allo scoppiettare di una foglia verde nel fuoco], udibile a sette o otto piedi di distanza. Anche altri oggetti – oro, argento, ottone, avorio, legno – esposti vicino al tubo mostravano un fenomeno luminoso analogo (“a Light would fix upon it” – fr:492).

Con il tubo evacuato si riscontrava una differenza notevole: “upon the firft Attrition of the Tube, a much greater Light indeed did enfue; but then the quality of giving Light to a Body held near it, feendd to be quite lofi” (fr:493) [alla prima strofinazione del tubo si produceva una luce molto maggiore, ma la capacità di dar luce a un corpo tenuto vicino sembrava del tutto perduta]. Inoltre, la luce generata nell’evacuazione appariva “wholly within it”, mentre con l’aria sembrava “altogether on its out-iide” (fr:493). Questi esperimenti documentano un’accurata osservazione delle differenze tra i fenomeni elettrici in presenza e in assenza d’aria, nonché il ruolo dell’attrito e della conduzione.

Infine, lo stesso procedimento venne ripetuto con un cilindro solido di vetro, riscontrando “no great difference in the Effects-, only the emiflion of the Effluvia fe end’d to continue a little longer” (fr:496) [nessuna grande differenza negli effetti, solo che l’emissione degli effluvi sembrava durare un po’ più a lungo], senza un aumento della distanza di attrazione. Il testo costituisce una testimonianza storica significativa delle prime indagini sistematiche sull’elettricità statica, sulla luminescenza e sull’influenza del vuoto, anticipando temi cruciali della fisica sperimentale del XVIII secolo.

[10]

[10.1-30-547|576]

10 Esperimenti di elettricità con un cilindro di vetro rotante: osservazioni sulla materia elettrica e la forza centripeta

Un cilindro di vetro in rapida rotazione, sottoposto ad attrito manuale, provoca l’orientamento di fili sospesi secondo una forza centripeta, rivelando le proprietà della materia elettrica.

Il resoconto descrive una serie di esperimenti condotti con un cilindro di vetro e fili mobili, finalizzati a studiare gli effetti dell’attrito sulla materia elettrica. Inizialmente il cilindro viene posto con l’asse parallelo all’orizzonte e fatto ruotare velocemente. “The Cylinder was plac’d with its Axis parallel to the Horizon; and in this posture, it was turn’d swiftly about; and then by the rapid motion and agitation of the surrounding Air, the Threads were forc’d into such positions, as are express’d in Fig.” - (fr:547) [Il cilindro fu posto con il suo asse parallelo all’orizzonte; e in questa posizione, fu fatto ruotare rapidamente; e poi, per il rapido movimento e l’agitazione dell’aria circostante, i fili furono forzati in tali posizioni, come sono espresse nella Fig.]. La figura 2 illustra il fenomeno: “they were lifted up and bent upwards from the Axis of the Cylinder.” - (fr:549) [essi furono sollevati e piegati verso l’alto allontanandosi dall’asse del cilindro]. In questa fase iniziale non si applicava attrito: “All this while, here was only the swift motion of the Cylinder round its Axis, without any Attrition.” - (fr:550) [Per tutto questo tempo, vi era solo il rapido movimento del cilindro attorno al suo asse, senza alcun attrito].

L’aggiunta dell’attrito manuale modifica radicalmente il comportamento dei fili. “when I came to apply my Hand to the lower part of this Glass (To swiftly whirl’d about,) and consequently to add Attrition to the former motion ; the Threads presently began to change their direction.” - (fr:551) [quando arrivai ad applicare la mia mano alla parte inferiore di questo vetro (fatto ruotare rapidamente), e di conseguenza ad aggiungere attrito al movimento precedente; i fili cominciarono subito a cambiare direzione]. I fili si orientano in modo armonico: “all harmoniously pointed to the center of the Circle, in whose Plane the Wire was plac’d.” - (fr:552) [tutti armoniosamente puntarono al centro del cerchio, nel cui piano era posto il filo]. È notevole che i fili mantengano questa direzione centrale nonostante il vento generato dal moto violento: “Neither were they at all disorder’d or flung out of that position, by the Wind occasion’d by that violent motion ; but (as if there had been no such hurry of the Air about them) they still persisted in their central direction.” - (fr:553) [Né furono affatto disordinati o scagliati fuori da quella posizione dal vento causato da quel movimento violento; ma (come se non ci fosse stato un tale trambusto dell’aria intorno a loro) persistettero ancora nella loro direzione centrale].

L’effetto dipende strettamente dal punto in cui si applica l’attrito. “I found I could by shifting the place of the Attrition hither or thither, draw the Threads towards this or that end of the Cylinder – but yet they all still went uniformly converging towards some center in the Axis of it ; so that they form’d themselves into a sort of Conical Surface.” - (fr:554) [Trovai che potevo, spostando il punto dell’attrito qua o là, attirare i fili verso questa o quella estremità del cilindro – ma essi convergevano ancora tutti uniformemente verso un centro nel suo asse; così che si formavano in una sorta di superficie conica]. Lo stesso risultato si ottiene invertendo la posizione del filo: “if the Wire with its loose Threads was reversed, so as to encompass the lower part of the Cylinder, (as before it did the upper part;) yet the Effect still answer’d with the same exactness.” - (fr:555) [se il filo con i suoi fili sciolti era invertito, in modo da circondare la parte inferiore del cilindro (come prima faceva con la parte superiore), tuttavia l’effetto corrispondeva ancora con la stessa esattezza]. In questa configurazione i fili si dirigono verso un centro nell’asse: “the Threads were all erected into so many straight lines directing themselves to a center in the Axis of the Glass.” - (fr:556) [i fili furono tutti eretti in altrettante linee rette che si dirigevano verso un centro nell’asse del vetro].

L’esperimento viene ripetuto con il cilindro in posizione verticale. “I set it in a vertical position, so that it stood perpendicular to the Plane of the Horizon; in which case I made use of a Wire-hoop, which was necessarily to be plac’d parallel to the Horizon, that it might encompass the Cylinder in the same manner as the Semicircular-Wire did before: only one small part of this circular Wire was left open, to make way for the touch of the Hand, which was to give the Attrition.” - (fr:557) [Lo posi in posizione verticale, in modo che stesse perpendicolare al piano dell’orizzonte; in questo caso utilizzai un filo a cerchio, che doveva essere necessariamente posto parallelo all’orizzonte, in modo da circondare il cilindro nello stesso modo in cui il filo semicircolare faceva prima: solo una piccola parte di questo filo circolare fu lasciata aperta, per far posto al tocco della mano, che doveva dare l’attrito]. Senza attrito, i fili pendono verso il basso: “it was evident that the Threads (without some external force to support ’em) must all flag and hang perpendicularly downwards.” - (fr:559) [era evidente che i fili (senza una qualche forza esterna a sostenerli) dovevano tutti afflosciarsi e pendere perpendicolarmente verso il basso]. Appena si applicano moto e attrito, i fili si estendono orizzontalmente: “as soon as the Motion and Attrition were given, the Threads presently began to be extended; and, as if they were become stiff and hard, form’d themselves into an Horizontal Plane; their loose ends pointing to a center in the Axis of the Glass (as before.)” - (fr:560) [non appena furono dati il movimento e l’attrito, i fili cominciarono subito ad essere estesi; e, come se fossero diventati rigidi e duri, si formarono in un piano orizzontale; le loro estremità libere puntando verso un centro nell’asse del vetro (come prima)].

La conclusione generale è che i fili sono governati da una forza centripeta. “And thus in all sorts of Positions whatsoever, both of the Wire, and of the Glass too; were the Threads acted by a sort of centripetal force, to the Laws of which they were always conformable.” - (fr:562) [E così in ogni sorta di posizioni, sia del filo, sia del vetro; i fili erano agiti da una sorta di forza centripeta, alle cui leggi erano sempre conformi].

L’autore riassume i “matters of fact” osservabili nell’esperimento (fr:563). Per quanto riguarda la luce prodotta: “The Continuation of a brisk Light between the Hand and the Glass.” - (fr:565) [La continuazione di una luce vivace tra la mano e il vetro]; “The Sensible Force and Pressure of that Luminous matter; which was very easie to be felt.” - (fr:566) [La forza sensibile e la pressione di quella materia luminosa; che era molto facile da sentire]; “The Noise accompanying the eruption of the Luminous matter, and the Loudness of it, which render’d it distinguishable from that of the Engine.” - (fr:567) [Il rumore che accompagnava l’eruzione della materia luminosa, e la sua sonorità, che la rendeva distinguibile da quella del motore]; “The Constancy of the Light and Noise at all Seasons.” - (fr:568) [La costanza della luce e del rumore in tutte le stagioni]; “The Indifferent regard of this Light to the presence or absence of Heat.” - (fr:569) [L’indifferenza di questa luce alla presenza o assenza di calore].

Per l’elettricità si elencano: “An Equable diffusion of Electrical Matter, in Planes parallel to the Balls of the Cylinder ; and the Direction of the Threads to the center of those Circular Planes.” - (fr:572) [Un’equabile diffusione della materia elettrica, in piani paralleli alle sfere del cilindro; e la direzione dei fili verso il centro di quei piani circolari]; “The steady and unvaried Direction of the Threads, notwithstanding the Wind occasion’d by the violence of the Motion.” - (fr:572) [La direzione costante e invariata dei fili, nonostante il vento causato dalla violenza del moto]; “The Easie Excitation of the Electrical Matter in any of the parallel Planes of the Cylinder, occasion’d by the shifting of the Hand into a new place: Also the Variation of the Figure, and Direction of the Threads, consequent thereupon.” - (fr:573) [La facile eccitazione della materia elettrica in uno qualsiasi dei piani paralleli del cilindro, causata dallo spostamento della mano in un nuovo punto: anche la variazione della figura e della direzione dei fili, conseguente a ciò]; “The Constant Direction of the Threads to some center in the Axis, in all the Positions of the Wire, and of the Cylindrical Glass; the Effect being still the same, whether the Wire was above or under, or the Glass plac’d with its Axis either parallel or perpendicular to the Horizon.” - (fr:574) [La direzione costante dei fili verso un centro nell’asse, in tutte le posizioni del filo e del vetro cilindrico; l’effetto essendo sempre lo stesso, sia che il filo fosse sopra o sotto, o che il vetro fosse posto con il suo asse parallelo o perpendicolare all’orizzonte].

Questi esperimenti costituiscono una testimonianza storica delle prime indagini sistematiche sull’elettricità statica e sulla natura della materia elettrica, mostrando come l’attrito generi una forza centripeta in grado di orientare i fili indipendentemente dalla posizione del cilindro e dal vento prodotto dalla rotazione.

[11]

[11.1-17-603|619]

11 Esperimenti sui fenomeni di attrazione e repulsione con fili e globi di vetro

L’osservazione del comportamento di fili posti su superfici concave e convesse di vetro rivela l’esistenza di una causa unitaria sottostante, manifestata attraverso forze centrifughe e centripete.

Il testo descrive una serie di esperimenti condotti con un apparato particolare, incentrati sul comportamento di fili disposti all’interno e all’esterno di una superficie di vetro. La prima osservazione cruciale è l’inversione del fenomeno a seconda della posizione dei fili: “For here was juft the Reverfe of what happen’d when the Semicircular Wire was plac’d on the out-fide: That is, the Threads here ififued like Rays, from a Center outwards ; as there they converg’d, to a Center within” – (fr:604) [Qui accadeva proprio il contrario di quanto avveniva quando il filo semicircolare era posto all’esterno: cioè, i fili qui uscivano come raggi, da un centro verso l’esterno; mentre là convergevano verso un centro all’interno]. La divergenza o convergenza è sempre riferita a un centro sull’asse, con la sola differenza nella direzione: “In either cafe, the Divergency or Convergency was from or to fome Center in the Axis; and all the difference was, that in the one cafe the tendency was from without, inwards; and in the other, ’twas from within, outwards.” – (fr:605) [In entrambi i casi, la divergenza o convergenza era da o verso un centro sull’asse; e tutta la differenza era che in un caso la tendenza era dall’esterno verso l’interno, e nell’altro dall’interno verso l’esterno].

L’aspetto dei fili in quest’ultimo esperimento è rappresentato nella Figura 6: “The appearance of the /Threads in this laft Experiment, was as is reprefenpuuWl ted at Fig. ” – (fr:606-607) [L’aspetto dei fili in quest’ultimo esperimento era come rappresentato alla Fig. 6].

Un’osservazione ulteriore notevole riguarda l’interazione a distanza tra il dito dell’osservatore e i fili. Tenendo il dito vicino al vetro, senza toccarlo, i fili all’interno venivano mossi: “if the Finger were held near the out-fide of the Giafs, a Motion would be communicated to the point of that Thread which was neanfi within: fb that by the motion of the Finger the Thread would be driven any way before it.” – (fr:608) [se il dito era tenuto vicino all’esterno del vetro, un movimento veniva comunicato al punto di quel filo che era più vicino all’interno; così che, muovendo il dito, il filo veniva spinto in qualsiasi direzione]. I fili sembravano fuggire o, talvolta, saltare improvvisamente verso il dito: “the Threads feem to avoid the approach of the Finger: tho’ I have fome~ times obferv’d them to jump fuddenly towards it, at more than an inch diftance.” – (fr:612) [i fili sembrano evitare l’avvicinarsi del dito: sebbene io abbia talvolta osservato che saltavano improvvisamente verso di esso, a più di un pollice di distanza].

Confrontando i due casi (fili all’interno e all’esterno), l’autore sottolinea una notevole uniformità e accordo: “remarkable: Uniformity and” Agreement confpicuous in this Phenomenon, with That where the Threads were difpos^d on the out-fide of the Glafs.” – (fr:612) [notevole uniformità e accordo evidenti in questo fenomeno, con quello in cui i fili erano disposti all’esterno del vetro]. La causa è la stessa, agendo in direzioni opposte: “there is no more than one and the fame Caufe of both.” – (fr:614) [non c’è più di una sola e medesima causa di entrambi]. La stessa causa che all’esterno produce convergenza, all’interno produce divergenza.

Inoltre, l’accordo si estende anche al movimento dei fili: nell’esperimento precedente i fili talvolta evitavano, talvolta si avvicinavano al dito; nell’esperimento descritto si osservano analoghe indicazioni di una forza centrifuga e centripeta: “there were the like Indications both of a Centrifugal and Centripetal Force.” – (fr:617) [c’erano simili indicazioni sia di una forza centrifuga che centripeta].

L’Esperimento III introduce due globi di vetro: uno di 9 pollici di diametro, evacuato d’aria e fissato a una macchina per imprimergli un moto perpendicolare all’orizzonte; l’altro, non evacuato, posto a una distanza inferiore a un pollice dal primo: “I Took a Glafs Globe of 9 inches diameter, which being exhaufled of its Air, I fix’d to a Machine, to give Motion to it, perpendicular to the Horizon. And to another Engine I fix’d another Glafs Globe, plac’d at a diftance fomething lefsthanan inch from the former Globe; and having none of its Air drawn out.” – (fr:618-619) [Presi un globo di vetro del diametro di 9 pollici, che, svuotato dell’aria, fissai a una macchina per imprimergli un moto perpendicolare all’orizzonte. E a un altro congegno fissai un altro globo di vetro, posto a una distanza leggermente inferiore a un pollice dal primo globo; e senza che ne fosse estratta aria]. L’esperimento non viene ulteriormente descritto nei frammenti forniti, ma si inserisce nella sequenza di indagini sulle forze agenti a distanza.

[12]

[12.1-24-623|646]

12 Resoconto di un esperimento sulla produzione di luce mediante effluvi vetrosi

Il testo descrive una serie di osservazioni sperimentali sulla generazione e sul comportamento della luce prodotta dall’attrito su globi di vetro, uno dei quali evacuato dell’aria. L’autore analizza il ruolo del moto e degli effluvi (effluvia) come agenti capaci di agire a distanza, paragonandoli a corpi solidi.

La prima osservazione riguarda il colore della luce: quando è prodotta dall’attrito della mano, essa è più tendente al porpora; quando invece è generata dagli effluvi, il colore è meno intenso. “Its Colour was not near fo much inclined to Purple, as it was when the Light was produc’d by the attrition of the Hand” – (fr:623) [Il suo colore non era tanto inclinato al porpora quanto lo era quando la luce era prodotta dall’attrito della mano.] Viene inoltre notato che la luce persiste per circa mezzo minuto dopo che il moto del vetro strofinato è cessato.

Un secondo esperimento utilizza un lungo vetro evacuato, tenuto inattivo sopra un globo non evacuato in rotazione e contemporaneamente strofinato con la mano. “upon which there were immediately large and furprizing Flashes of Light produc’d in the long Glafs, tho’ it neither touch’d the moving Globe, nor was provok’d it self by any immediate fenfible Attrition” – (fr:627) [sul quale furono immediatamente prodotte grandi e sorprendenti fiammate di luce nel lungo vetro, sebbene esso non toccasse il globo in movimento, né fosse stimolato da alcun sensibile attrito diretto.]

L’autore quindi riduce i «Matters of Fact» (fatti) dell’intero esperimento a quattro capi principali: 1. Produzione di luce continua su un vetro evacuato da parte di un altro vetro pieno d’aria, strofinato, a distanza, mentre entrambi sono in moto (fr:629). 2. Persistenza della luce sul vetro evacuato per qualche tempo dopo che il moto dell’altro vetro è cessato (fr:630). 3. Cessazione improvvisa della luce quando il vetro evacuato è fermo, anche se il vetro pieno (sul quale si esercita l’attrito) continua a muoversi (fr:631). 4. Produzione di una luce lampeggiante interrotta su un vetro evacuato fermo, tenuto sopra un altro non evacuato in moto, mentre quest’ultimo viene strofinato (fr:632).

Da questi fatti l’autore trae alcune conclusioni. Innanzitutto sottolinea la “Vigorous Action of the Effluvia by which they perform the Office of a folid Body” – (fr:633) [l’azione vigorosa degli effluvi, mediante la quale essi svolgono l’ufficio di un corpo solido.] In altri esperimenti la luce era prodotta dall’attrito di un corpo solido contro un altro; qui invece essa è prodotta dall’“attrition of a very fubtile Fluid upon a Solid” – (fr:633) [attrito di un fluido sottilissimo su un solido], dimostrando i potenti effetti di corpi piccoli quando sono messi in moto rapido e vigoroso (fr:634).

Un secondo punto è il grande interesse del moto del vetro evacuato per la continuità e la conservazione della luce. Se quel vetro si ferma, la luce svanisce subito, anche se il vetro non evacuato è in movimento (fr:635). L’effetto è spiegato con il fatto che l’azione degli effluvi sul vetro evacuato è più estesa quando questo è in moto, perché le sue parti vengono successivamente esposte ai colpi degli effluvi mediante una rapida rivoluzione, mentre a riposo gli effluvi colpiscono sempre la stessa parte (fr:636). Ciò è confermato dall’osservazione che la luce sul lungo vetro evacuato fermo non era continua, ma lampeggiante: “fuch as difappear’d as foon as it was produc’d on the Surface of that quiefcent Glafs” – (fr:637) [tale che scompariva non appena era prodotta sulla superficie di quel vetro quiescente.]

Il terzo punto riguarda la differenza nel grado e nell’intensità del colore in base alle diverse circostanze dell’attrito: la luce prodotta dall’attrito degli effluvi non raggiungeva, in quanto a grado di porpora, quella prodotta dall’attrito della mano (fr:639).

L’ultima parte del testo descrive un esperimento di conferma, in cui si utilizzano due recipienti di vetro concentrici, il più interno evacuato, con assi paralleli e fissati uno dentro l’altro. “I took a large Receiver, of fuch a form as is exprefs’d by aaaa; (Fig. x.)” – (fr:641-642) [Presi un grande recipiente, di forma come è espressa da aaaa; (Fig. x.)] Viene fatta ruotare solo la ruota che muove il vetro grande, mentre il vetro evacuato è fermo. L’idea guida era che gli effluvi del vetro grande, applicandovi la mano, avrebbero raggiunto l’altro vetro e, nonostante fosse fermo, ne sarebbero stati influenzati producendo luce (fr:646). Questo esperimento conferma ulteriormente l’azione a distanza degli effluvi e la loro capacità di generare luce su un corpo evacuato anche senza contatto diretto.

[13]

[13.1-27-701|727]

13 Resoconto del trattato scientifico sugli esperimenti sulla pressione e sul peso dell’aria

Il testo descrive esperimenti che dimostrano la pressione atmosferica e il rapporto tra il peso dell’aria e quello di un uguale volume d’acqua.

L’autore respinge le obiezioni contro la dottrina della pressione dell’aria, affermando che esse derivano da ragionamenti fallaci. Sostiene che la Natura non agirebbe in modo incoerente: “La Natura non lo farebbe per Frattura qui e per Soluzione là: questo sarebbe un agire tanto ineguale, che la Saggezza e la Semplicità della Natura non deve in alcun modo essere infamata con una tale imputazione” – (fr:701) [traduzione dell’originale inglese]. Pertanto l’autore si sente autorizzato a dichiarare che tutte le obiezioni contro questa dottrina “sono state (al massimo) il risultato di nient’altro che ragionamenti fallaci e sbagliati” – (fr:702).

Per fugare ogni dubbio, l’autore presenta due circostanze convincenti. Il primo esperimento riguarda due emisferi: dopo averli svuotati dell’aria, l’autore nota che il peso necessario per separarli è lo stesso di quando erano pieni d’aria comune e circondati da un’atmosfera d’aria condensata all’esterno. Nel secondo esperimento, dopo aver estratto l’aria interna, viene iniettata un’atmosfera d’aria sulle superfici esterne degli emisferi: “ho trovato che 280 libbre (che erano il doppio del peso richiesto in precedenza) non erano sufficienti a separarli” – (fr:705). L’autore osserva che la forza di compressione è proporzionale al peso necessario per la separazione, e conclude: “Ora, cosa può esserci di più evidente (anche ai sensi) della Pressione dell’Aria, di questo?” – (fr:706). La presenza di una quantità di aria esterna non superiore a quella del caso precedente produce una forza più che doppia: “quindi quella stessa Aria, adiacente alle loro superfici esterne, premeva contro quelle superfici esterne; e con una forza più che doppia rispetto al caso precedente” – (fr:708). La proprietà dell’aria è quindi “certa al di là di ogni disputa” – (fr:709).

Il testo prosegue con una sezione intitolata “Un Esperimento concernente la Proporzione del peso dell’Aria, rispetto al peso di un uguale volume d’Acqua, senza conoscere la quantità assoluta di nessuno dei due” – (fr:713). L’autore descrive l’apparato: una bottiglia di forma ovale contenente piombo, sospesa in acqua mediante una bilancia. La scelta di chiudere il piombo dentro la bottiglia evita la formazione di bolle d’aria che avrebbero causato errori. Dopo aver bilanciato la bottiglia (con aria comune) in acqua, essa viene svuotata con una pompa in cinque minuti; il mercurio nel manometro si ferma a quasi 29½ pollici. Successivamente, la bottiglia viene ripesata in acqua: il suo peso è ora di 1751 grani. Sottraendo questo dal peso iniziale (558½ grani? Il testo riporta “558½ grains” ma sembra un errore di lettura: in fr:721 dice “1751 grains ; which therefore fubtracted from 558½ grains” – probabilmente 558½ è il peso iniziale. Meglio tradurre fedelmente: “E ora il suo peso era di soli 1751 grani; che quindi, sottratti da 558½ grani (il peso della bottiglia con l’aria racchiusa prima di essere applicata alla pompa pneumatica), diede una differenza di 183 grani” – (fr:721-722-723). Questa differenza è il peso dell’aria estratta. Aprendo un rubinetto sott’acqua, l’acqua entra nella bottiglia fino a riempire il volume dell’aria sottratta. Pesando di nuovo la bottiglia (162.132½ grani) e sottraendo il peso residuo dell’aria interna (1751 grani), si ottiene il peso di una massa d’acqua di volume uguale a quello dell’aria estratta: 956½ grani. Il rapporto tra i pesi di due volumi uguali di aria e acqua è quindi “come 183 a 161956½; che è come 1 a 885,777; o, in numeri tondi, come 1 a 885” – (fr:726-727).

Questo testo costituisce una testimonianza storica di grande valore: documenta i primi metodi sperimentali per misurare la pressione atmosferica e la densità relativa dell’aria, utilizzando bilance, pompe a vuoto e accorgimenti per evitare artefatti. La precisione delle misure e la chiarezza dei ragionamenti rappresentano un passo fondamentale nello sviluppo della fisica moderna.

[14]

[14.1-32-747|778]

14 Resoconto di esperimenti sulla risalita dei liquidi in tubi sottili e confutazione del ruolo dell’aria

L’esperimento dimostra che l’aria non è la causa della risalita dei liquidi in tubi sottili, poiché il fenomeno si verifica sia nel vuoto sia in presenza d’aria senza variazioni.

Il testo descrive una serie di esperimenti volti a stabilire la causa della risalita spontanea dei liquidi in tubi di piccolo diametro. L’osservazione fondamentale è che un liquido sale in un tubo capillare all’interno di un recipiente evacuato e mantiene la stessa altezza quando l’aria viene riammessa. L’autore riassume il fatto sperimentale in due punti: “Primo, che il fluido saliva nei tubi piccoli nel recipiente evacuato” – (fr:749) e “Secondo, che l’ammissione dell’aria non produceva alcun cambiamento nell’altezza” – (fr:750). Da ciò trae una conclusione diretta: “l’aria non è la causa della risalita dei liquidi nei tubi piccoli” – (fr:751).

L’argomentazione prosegue con una confutazione logica dell’ipotesi che l’aria residua nel vuoto imperfetto possa essere responsabile. Se una piccola porzione di aria molto rarefatta fosse sufficiente a sollevare il liquido, l’introduzione di nuova aria dovrebbe aumentare l’altezza; ma ciò non accade: “quella pressione è rafforzata dalla forza di una nuova quantità di aria ammessa, questa causa più potente dovrebbe produrre un effetto maggiore; e il fluido dovrebbe salire più in alto: il che tuttavia non fa, ma si mantiene alla stessa immutata altezza” – (fr:754). L’autore conclude senza scrupoli: “l’aria non ha nulla a che fare in questa faccenda: poiché è un fatto evidente che la sua assenza non impedisce, né la sua presenza aiuta l’effetto; e ciò che né aiuta né impedisce, nessuna filosofia al mondo permetterà che sia una causa” – (fr:755, 756).

Vengono aggiunte due considerazioni che rendono l’evidenza ancora più cogente: i liquidi salgono nei tubi sottili all’aria aperta e mantengono la stessa altezza raggiunta in pleno dopo che l’aria viene estratta, e viceversa. “Se i fluidi salgono (in tubi piccoli) all’aria aperta, e anche nel recipiente vuoto; e se mantengono l’altezza raggiunta in pleno, sebbene si crei il vuoto; e mantengono l’altezza raggiunta in vacuo, sebbene si crei il pieno; allora è manifesto che questo fenomeno è assolutamente indifferente rispetto sia alla presenza e azione, sia all’assenza e non-azione dell’aria” – (fr:759, 760, 761).

Successivamente l’autore presenta osservazioni sulle proprietà dei tubi sottili. La prima riguarda i sifoni: se un tubo piccolo viene piegato a sifone, l’orifizio della gamba più corta deve essere immerso almeno fino alla profondità pari all’altezza di risalita spontanea perché il liquido inizi a scorrere dalla gamba più lunga. “Nei sifoni fatti con tubi minutissimi, in cui i liquidi si elevano spontaneamente, è richiesta una certa profondità almeno per l’immersione dell’orifizio della gamba più corta; poiché tutte le profondità minori dell’altezza della risalita spontanea non causeranno alcuna effusione del liquido dall’orifizio della gamba più lunga” – (fr:765). Ne consegue che nei sifoni piccoli con orifizi di diverso diametro, quelli con orifizio più grande necessitano della minor profondità di immersione, poiché in tubi di diametro maggiore il liquido sale a un’altezza minore.

La seconda osservazione stabilisce una regola costante: “tanta parte del liquido rimane sempre sospesa nei tubi, quando vengono sollevati fuori dal fluido stagnante, quanta ne sarebbe stata elevata al di sopra della superficie mentre erano immersi” – (fr:771). Da ciò l’autore deduce che la causa che concorre a elevare il fluido nel tubo durante l’immersione contribuisce altrettanto potentemente a mantenerlo alla stessa altezza dopo che il tubo è stato estratto.

Il testo si chiude con un resoconto di un esperimento sulla quantità d’aria prodotta da una certa quantità di polvere da sparo sparata in aria comune, che prevede l’uso di un tubo di vetro di circa 36 pollici, con un rubinetto all’estremità superiore e un tappo di sughero intagliato per trattenere la polvere da sparo, introdotta tramite un imbuto prima di avvitare il rubinetto.

[15]

[15.1-14-824|837]

15 Esperimenti di Boyle sulla resilienza dell’aria dopo compressione

L’esperimento mostra che l’aria compressa impiega tempo a recuperare la sua “elasticità” naturale, e che tale tempo dipende dall’intensità e dalla durata della compressione.

Boyle descrive un esperimento in cui comprime aria in un recipiente, quindi la rilascia e misura la risalita dell’acqua in un tubo. Dopo aver avvitato saldamente la parte superiore, immette nel recipiente circa 5 o 4 atmosfere d’aria con una siringa e lascia il sistema in questo stato per poco più di un’ora: “Then the upper part being ftrongly {crew’d on, I threw into it with the Syringe about 5 or 4 Atmofpheres of Air, as near as I could guefs: and in this ftate I fufferM it to remain fomething more than an Hour.” (fr:824) [Poi, avvitata saldamente la parte superiore, vi iniettai con la siringa circa 5 o 4 atmosfere d’aria, per quanto potevo stimare; e in questo stato lo lasciai rimanere per poco più di un’ora.]

Successivamente, rilascia l’aria in eccesso e monta una scatola con collari di cuoio attraverso cui passa un tubo di vetro, la cui estremità inferiore è immersa nell’acqua: “Then letting out as much of the Alt ( by taking off the Syringe’) as would readily go away, I prefently fcrewM on in its room a Box of Leather Collars, thro’ which there pafsM a fmall Glafs Tube, open at both ends, whofe lower Orifice was plunged under the furface of the included Water.” (fr:825) [Poi, rilasciando tutta l’aria che poteva uscire facilmente (togliendo la siringa), avvitai subito al suo posto una scatola di collari di cuoio, attraverso i quali passava un piccolo tubo di vetro aperto a entrambe le estremità, la cui apertura inferiore era immersa sotto la superficie dell’acqua contenuta.]

L’acqua comincia a salire nel tubo: raggiunge quasi un piede in poco tempo, e continua fino a circa 16 pollici: “After this, in a very little time, I found the Water had afcended near a Foot in the Tube; and it continued rifing, till it had reach’d near 16 inches.” (fr:826) [Dopo ciò, in pochissimo tempo trovai che l’acqua era salita di quasi un piede nel tubo; e continuò a salire finché raggiunse quasi 16 pollici.]

Boyle ripete l’esperimento lasciando l’aria compressa per circa 18 ore: “Upon a Repetition of this Experiment, I let the Air remain in that ftate of Compreflion for about 18 Hours.” (fr:827) [Ripetendo questo esperimento, lasciai l’aria in quello stato di compressione per circa 18 ore.] Quindi, procedendo allo stesso modo, osserva che l’acqua sale gradualmente nel tubo, e segue il movimento per 6 ore, finché il tubo si rompe accidentalmente: “And then (proceeding in all refpefts as before) I found the included Water afcend gradually in the Tube; and obfervM That motion for the fpace of 6 Hours: At which time the little Tube was accidentally broken, and fo farther Qbfervations for that time prevented* But however, from hence we may infer, Corol.” (fr:828) [E poi, procedendo in tutto come prima, trovai che l’acqua contenuta saliva gradualmente nel tubo; e osservai quel moto per lo spazio di 6 ore: a quel punto il piccolo tubo si ruppe accidentalmente, e così ulteriori osservazioni furono impedite per quella volta. Tuttavia, da ciò possiamo dedurre il Corollario.]

Il testo riporta quindi due corollari. Il primo afferma che le molle dell’aria possono essere così disturbate da violenti impulsi o forti compressioni da richiedere un tempo considerevole per recuperare il loro tono e temperamento naturali: “That the Springs of Air may be fo difur Pd by violent Impulfes y or fhong Compreffions, as to require confiderable time to recover their Natural Tone and Temper again.” (fr:831) [Che le molle dell’aria possono essere così disturbate da violenti impulsi o forti compressioni da richiedere un tempo considerevole per recuperare il loro tono e temperamento naturali.] Il secondo corollario specifica che i tempi necessari per il completo ristabilimento saranno maggiori o minori a seconda delle forze che le hanno impresse o compresse, o dei tempi in cui sono rimaste in quello stato violento: “And the Times which the Springs of Air will require for their compleat refritution y. will be greater or lefs y^ according as the Forces by which they are thus impelled or comprefs’d, are greater or lefs; or according as the Times during which they continue in that violent fhte y are greater or lefs.” (fr:831) [E i tempi che le molle dell’aria richiederanno per il loro completo ristabilimento saranno maggiori o minori a seconda che le forze con cui sono così impresse o compresse siano maggiori o minori; o a seconda che i tempi durante i quali continuano in quello stato violento siano maggiori o minori.]

Boyle osserva che ciò è perfettamente conforme alla natura e alle proprietà dell’aria, e che le circostanze dell’esperimento lo dimostrano: “That it fhould be fo, is perfe&lyv confonant to the Nature and Properties of the Air; and that it is fo, the Circumftances of the Experiment evince.” (fr:832) [Che debba essere così è perfettamente conforme alla natura e alle proprietà dell’aria; e che sia così lo dimostrano le circostanze dell’esperimento.] A riprova, confronta i due esperimenti: quando l’aria era rimasta compressa per circa 18 ore, la salita dell’acqua fu più lenta e graduale, strisciando su per 6 ore di seguito: “For when the Air had lain comprefs’d for about 18 Hours, the Afcent of the Water was» more flow and deliberate; it creeping up gradually for the fpace of 6 Hours together.” (fr:833) [Infatti, quando l’aria era rimasta compressa per circa 18 ore, la salita dell’acqua fu più lenta e ponderata; salì gradualmente per lo spazio di 6 ore consecutive.] Invece, quando la compressione era durata solo un’ora, l’acqua avanzò nel tubo così rapidamente che in brevissimo tempo era salita di un intero piede: “But when it had * fuffer’d the Compreffion but for the fpace of an Hour ; the Water advanc’d upwards in the Tube fo < fall:, that in a very fmall time it had mounted a whole Foot.” (fr:834) [Ma quando aveva subito la compressione solo per lo spazio di un’ora, l’acqua avanzò verso l’alto nel tubo così rapidamente che in un tempo molto breve era salita di un intero piede.]

Boyle conclude che non c’è alcuna ragione di dubitare che un tempo più lungo e compressioni più valide produrrebbero effetti ancora maggiori e più considerevoli per quanto riguarda i tempi di recupero delle molle: “And there’s no reafon.at all to doubt? but that longer Time, and more valid Compre(Iions? would produce ftill greater and more confiderable Effe&s, as to the times of the Springs recovering^ themfelves.” (fr:835-837) [E non c’è alcuna ragione di dubitare che un tempo più lungo e compressioni più valide produrrebbero effetti ancora maggiori e più considerevoli per quanto riguarda i tempi di recupero delle molle stesse.]

[16]

[16.1-13-875|887]

16 Resoconto del trattato scientifico: Effetti della pressione atmosferica su canali elastici e corpi animali

L’equilibrio tra peso atmosferico ed elasticità dei canali regola la velocità dei fluidi, con evidenti implicazioni per gli organismi animali.

Il testo esamina il comportamento di canali elastici sottoposti alla pressione esterna dell’atmosfera, applicando le leggi meccaniche per descrivere l’equilibrio tra forze antagoniste. Viene affermato che i tubi distraibili vengono compressi dal peso sovrastante fino a produrre un “juft Equilibrium … between the two Antagonift Forces” (“fino a che non viene prodotto un giusto equilibrio tra le due forze antagoniste” – fr:875). Quando la pressione delle colonne d’aria sovrastanti viene diminuita, i canali si ripristinano grazie alla loro elasticità, finché il “Momentum of their Renitency becomes equal to that of the diminillt’d Preffure” (“la quantità di moto della loro resistenza diventa uguale a quella della pressione diminuita” – fr:876).

A questo principio segue una relazione tra variazione della pressione esterna e velocità del fluido contenuto. La “Rate of the Progrefs of that Fluid … undergoes an alteration, in proportion to that of the Change made in … the external Preffure” (“la velocità di avanzamento del fluido subisce un’alterazione in proporzione a quella del cambiamento fatto nella pressione esterna” – fr:877+879). La pressione più forte stringe i canali e aumenta la velocità; al contrario, una pressione più debole concede ai canali di allargarsi, contribuendo a un moto più lento e ponderato del fluido (fr:880–881).

L’applicazione di questi meccanismi ai corpi animali viene presentata come ”very obvious and eafie” (“molto ovvia e facile” – fr:882). Gli animali sono descritti come “complications of branching Canals, and tender flexible Membranes” (“complicazioni di canali ramificati e membrane flessibili” – fr:882), che cedono alla pressione esterna e si ripristinano grazie a una “innate Spring” (“molla innata” – fr:882). Il grande peso dell’atmosfera preme costantemente su queste macchine, e la “fp’ring and renitency of their parts … preferves them from receiving injuries” (“la molla e la resistenza delle loro parti … le preserva dal ricevere danni” – fr:884).

Ne consegue che i vasi per la distribuzione dei fluidi animali, compressi in modo diverso dal peso atmosferico variabile, modificano la velocità dei liquidi (fr:885). Cambiamenti straordinari nel peso e nella pressione dell’atmosfera provocano cambiamenti proporzionali nei moti dei fluidi (fr:886). In particolare, “violent guffs of Wind, Hurricanes, and the like” (“violenti colpi di vento, uragani e simili” – fr:887) producono grandi differenze nel peso atmosferico e, di conseguenza, “very confiderable Alterations may be made in the Motions of the Liquids in Animal Bodies” (“alterazioni molto considerevoli possono essere apportate nei moti dei liquidi nei corpi animali” – fr:887). Il testo presenta alcuni frammenti numerici (fr:878) “9 ?” e (fr:879) “7 the external Preffure”, probabilmente riferiti a figure o a un’impaginazione, senza alterare il significato complessivo del ragionamento.

Nel suo significato storico, il trattato testimonia un approccio meccanicistico alla fisiologia, in cui i fenomeni vitali vengono spiegati attraverso leggi fisiche (pressione atmosferica, elasticità, equilibrio di forze), tipico della scienza del XVII–XVIII secolo. L’analisi collega direttamente le variazioni meteorologiche (uragani) a cambiamenti fisiologici, anticipando concetti di biomeccanica e di interazione ambiente-organismo.

[17]

[17.1-24-944|967]

17 Resoconto degli esperimenti sulla propagazione del suono in aria condensata e rarefatta

Un’indagine sperimentale del Seicento mostra come la densità dell’aria influenzi la propagazione del suono, con osservazioni sui limiti degli strumenti e sulle interferenze ambientali.

Il testo descrive una serie di esperimenti condotti con una campana posta all’interno di un recipiente di vetro (ricevitore), con l’obiettivo di studiare la trasmissione del suono in aria progressivamente condensata o rarefatta. Nel primo esperimento (condensazione), si osserva che all’ultima iniezione d’aria il suono era quasi altrettanto forte e percettibile a 50 iarde di distanza quanto quando la campana veniva suonata all’aria aperta senza essere racchiusa nel ricevitore: “However, it was obferv’d, that at this <jth and laft injection, the Sound was very near as loud and fenfible at the 50 yards diftance, as it was when the Bell was ftruck in the open Air, without being inclofed in the Receiver at all.” – (fr:944) [Tuttavia, fu osservato che a questa ultima iniezione il suono era quasi altrettanto forte e percettibile alla distanza di 50 iarde quanto quando la campana veniva percossa all’aria aperta, senza essere affatto racchiusa nel ricevitore.]

Tuttavia, l’aumento del suono non fu proporzionale alle maggiori condensazioni. L’autore attribuisce ciò a due cause: primo, le carenze nelle quantità d’aria iniettata – la valvola che avrebbe dovuto impedire il ritorno dell’aria iniettata poteva non funzionare perfettamente, lasciando sfuggire parte dell’aria, così che le quantità iniettate non erano tanto grandi quanto si supponeva: “For the Vtdive, which fhould have hinder’d the return of the injected Air, might not perform its Office fo exactly, or hold fo tight as it fhould have done; and by that means fome portions of Air might efcape, and confequently the quantities injected not be fo great as was fuppos’d : from whence it would be no great wonder, that there fhould be-a failure in the proportion of the Encreafe and Propagation of the Sound.” – (fr:947) [Infatti la valvola, che avrebbe dovuto impedire il ritorno dell’aria iniettata, potrebbe non svolgere il suo compito in modo così preciso o trattenere così strettamente come avrebbe dovuto; e in tal modo alcune porzioni d’aria potrebbero sfuggire, e di conseguenza le quantità iniettate non essere così grandi come si supponeva: da cui non sarebbe gran meraviglia che vi fosse un difetto nella proporzione dell’aumento e della propagazione del suono.] In secondo luogo, quando l’aria era già fortemente condensata (dopo 4 o 5 atmosfere), l’aria residua tra il fondo dello stantuffo e la valvola, sebbene piccola, aveva la stessa densità dell’aria nel ricevitore; alzando lo stantuffo, questa si espandeva fino a occupare uno spazio del cilindro pari a quello che avrebbe riempito allo stato di aria comune, sottraendo così una parte all’iniezione di ogni colpo: “Secondly, Tho’ 25 Compreflions of the Syphon are equal to the Natural Content of the Receiver • yet when the Air becomes pretty ftrongly condens’d (as ’tis by the intrufion of 4 or 5 Atmofpheres,) the remaining Air at every ftroke, which will • lie between the bottom of the Embolus and the Valve, tho’ it be but little, yet is of the fame denfity, at that time, as the Air in the Receiver; which therefore, upon drawing up the Embolus, will extend it felf to fuch a fpace of the Cylinder, as it can fill up by expanding it felf into the ftate of common Air ; and is fo much as this comes to, of what fhould be inje&ed at every ftroke: 2% of which ftrokes, as I faid before, are equal to the natural Content of the Receiver.” – (fr:948) [In secondo luogo, sebbene 25 compressioni del sifone siano pari al contenuto naturale del ricevitore, tuttavia quando l’aria diventa abbastanza fortemente condensata (come lo è con l’intrusione di 4 o 5 atmosfere), l’aria rimanente a ogni colpo, che giacerà tra il fondo dello stantuffo e la valvola, benché sia poca, ha tuttavia la stessa densità, in quel momento, dell’aria nel ricevitore; la quale pertanto, alzando lo stantuffo, si estenderà fino a occupare quello spazio del cilindro che può riempire espandendosi nello stato di aria comune; e tanto quanto ciò ammonta viene sottratto a ciò che dovrebbe essere iniettato a ogni colpo: e 2% di tali colpi, come ho detto prima, sono pari al contenuto naturale del ricevitore.] Di qui le carenze delle quantità reali, il cui calcolo sarebbe molto difficile (fr:949-950).

Il secondo esperimento venne ripetuto all’aperto, in campagna, con lo stesso successo del precedente: “T H E fame Trial was made abroad in the open: Fields, and with the fame fuccefs as the former.” – (fr:952) [Lo stesso esperimento fu eseguito all’aperto, in aperta campagna, e con lo stesso successo del precedente.] Scuotendo la campana prima di qualsiasi iniezione, il suono era appena udibile a 30 iarde (fr:953). Con un’atmosfera iniettata, si sentiva distintamente a 40 iarde (fr:954); con una seconda iniezione, a 90 iarde (fr:955). Dopo quasi 100 colpi dello stantuffo, però, a malapena lo si udiva 20 iarde più lontano, attribuibile in gran parte alle ragioni già menzionate: “But after that, tho’ near 100 ftrokesof the Forcer were repeated, yet it could hardly be heard 20 yards farther; which I attribute in great meafure to the Reafons before-mention’d.” – (fr:956) [Ma dopo di ciò, sebbene furono ripetuti quasi 100 colpi dello stantuffo, a malapena lo si sentiva 20 iarde più lontano; cosa che attribuisco in gran parte alle ragioni già menzionate.] L’esperimento fu condotto presto al mattino, verso le cinque del mese di giugno, con tempo molto nebbioso e poco o nessun vento: “The weather very mifty, and little or no Wind ftirring.” – (fr:958) [Il tempo molto nebbioso, e poco o nessun vento che soffiasse.] Il silenzio necessario venne gradualmente interrotto dai suoni delle campane delle cinque e da altri rumori provenienti dalla città, contribuendo all’insuccesso della parte finale dell’esperimento (fr:959). L’autore spera di proseguire ulteriormente, non disperando di ideare un manometro che mostri le quantità certe iniettate senza pericolo: “But this I hope fome time or other to-profecute farther; not difpairing in the mean time, of contriving fuch a Gage, as will fhew the certain Quantities injected, without any danger  or* hazard in the Attempt.” – (fr:960) [Ma questo spero un giorno o l’altro di proseguire ulteriormente; non disperando nel frattempo di ideare un tale manometro che mostri le certe quantità iniettate, senza alcun pericolo o rischio nel tentativo.]

Il terzo esperimento riguarda la propagazione del suono in aria rarefatta. Inserita una campana in un ricevitore, si notò che l’interposizione del vetro tra l’orecchio e la campana era un grande impedimento alla propagazione del suono, anche se si poteva udire a buona distanza: “it was very obfervable that the interpofition of the Glafs betwixt the - Ear and the Bell, was a great Impediment to the Propagation of the Sound, tho’ it might be heard at a good diftance from it.” – (fr:963) [fu molto osservabile che l’interposizione del vetro tra l’orecchio e la campana era un grande impedimento alla propagazione del suono, sebbene lo si potesse udire a buona distanza da essa.] Estrattando gradualmente l’aria e fermandosi a diversi gradi di rarefazione, il suono diminuiva notevolmente a ciascuna sosta: “I found that the Sound was remarkably diminifh’d at each of thofe ftops.” – (fr:964) [trovai che il suono era notevolmente diminuito a ciascuna di quelle soste.] Alla fine, quando il ricevitore fu molto ben evacuato, il suono era così debole che i migliori orecchi lo distinguevano a malapena, simile a una piccola nota acuta udita a grande distanza: “the Sound was fo little, that the belt Ears could but juft diftinguilli it: it being like a fmall fhrill Note, heard at a mighty diftance.” – (fr:965) [il suono era così piccolo che i migliori orecchi riuscivano appena a distinguerlo: sembrava una piccola nota stridula udita a grandissima distanza.] Lasciando rientrare gradualmente l’aria, il suono aumentava progressivamente, corrispondendo per gradi proporzionali alla diminuzione nel mezzo più rarefatto: “As the Air was gradually admitted into the Receiver again, fo the Sound gradually en- - creas’d; this augmentation in the more denje Medium, anfwering by proportional degrees to the Diminution in the more Rarefied one.” – (fr:966) [Quando l’aria fu gradualmente riammessa nel ricevitore, così il suono gradualmente aumentò; questo aumento nel mezzo più denso corrispondeva per gradi proporzionali alla diminuzione in quello più rarefatto.] Quando il ricevitore fu di nuovo pieno d’aria, il suono sembrava un po’ più chiaro e distinguibile di prima: “the Sound feem’d fome- - thing more clear and diftinguifliable, than it did!” – (fr:967) [il suono sembrava un po’ più chiaro e distinguibile di prima!]

Questi esperimenti, condotti con cura e con attenzione alle condizioni ambientali e strumentali, rappresentano una testimonianza storica dell’indagine scientifica sulla dipendenza del suono dalla densità del mezzo, mostrando sia i successi che i limiti tecnici dell’epoca.

[18]

[18.1-36-971|1006]

18 Propagazione del suono in aria di diversa densità e implicazioni cosmologiche

Il testo affronta il comportamento del suono in mezzi di differente densità, stabilendo leggi di proporzionalità tra distanza, densità e forza della percussione. L’ipotesi centrale – sostenuta da una serie di corollari deduttivi – è che il suono si propaga con maggiore facilità in aria condensata (più densa) che in aria rarefatta. Il primo corollario enuncia: “That Sounds are augmented in Condens’d, and diminijh’d in Rarefied Air” – (fr:971) [Che i suoni sono aumentati nell’aria condensata e diminuiti nell’aria rarefatta]; e specifica che il moto ondulatorio “is propagated with more facility and advantage in Condens’d, than in Common; and in Common, than in Rarefied Air” – (fr:972) [viene propagato con maggiore facilità e vantaggio nell’aria condensata che in quella comune, e in quella comune che nell’aria rarefatta].

Da questo principio derivano corollari quantitativi. Il primo stabilisce che le distanze a cui la stessa percussione è ugualmente udibile in mezzi di diversa densità devono essere in qualche proporzione rispetto alle densità stesse: “the Diftances at which the equally firong Percuffions of the fame fonorous Body fhall he equally audible to the fame Ear, in Condens’d, Common, and Rarefied Air, … muft he taken in fome proportion to the Denfities of thofe fever al Mediums” – (fr:976) [le distanze alle quali le percussioni ugualmente forti dello stesso corpo sonoro saranno ugualmente udibili dallo stesso orecchio, in aria condensata, comune e rarefatta, devono essere prese in qualche proporzione alle densità di quei diversi mezzi]. Il corollario prosegue ipotizzando che, una volta stabilita sperimentalmente tale proporzione, dalle densità note si possano dedurre le distanze e viceversa. Lo stesso criterio viene esteso al limite estremo di udibilità: “the utmofi limits, at which any given Sound is audible at all, in any given Mediums; are like wife the Diftances, at which that fame Sound is equally audible in thofe Mediums” – (fr:979) [i limiti estremi ai quali un qualsiasi suono è udibile in un dato mezzo sono anche le distanze alle quali lo stesso suono è ugualmente udibile in quei mezzi], poiché quando un suono è appena udibile, lo è ugualmente nei diversi mezzi (fr:980).

Un secondo corollario introduce la forza della percussione: “The Diftances at wjfich the different or un¬ equally-firong percuffions of the fame fonorus Body fhaU be equally, edible to the fame Ear, in Mediums of different Denfities^ mufi be taken, in fome proportion, compounded of the firengths of the Percuffions, and the Den• fines of the Mediums” – (fr:982) [le distanze alle quali le percussioni diverse o disugualmente forti dello stesso corpo sonoro saranno ugualmente udibili dallo stesso orecchio in mezzi di diversa densità devono essere prese in qualche proporzione composta dalla forza delle percussioni e dalle densità dei mezzi]. In generale, per avere suoni udibili o distinguibili in un dato rapporto, occorre una composizione delle proporzioni di distanze, densità e forze di percussione (fr:983).

L’attenzione si sposta poi alla variabilità atmosferica sulla superficie terrestre: “Sounds are not at all times equally audible to us here upon the Surface of the Earth” – (fr:986) [I suoni non sono in ogni momento ugualmente udibili per noi qui sulla superficie della Terra], perché “the fiate of the Atmo - fphere here about us y undergoes fuch frequent Viciffitudes … as to Rarefaction and Condenfation” – (fr:988) [lo stato dell’atmosfera qui attorno a noi subisce così frequenti cambiamenti … quanto a rarefazione e condensazione].

Il corollario successivo tratta della diminuzione del suono con l’altitudine: “Sounds diminifh or become lefs audible y as n>e afcend upwards from the Surface of the Earth” – (fr:991) [I suoni diminuiscono o diventano meno udibili man mano che si sale dalla superficie della Terra]. Nelle regioni superiori dell’atmosfera, e specialmente in quelle dove ruotano i pianeti, la rarefazione è così estrema che, per udire un suono con la stessa intensità che sulla Terra, “Conor ous Bodies mufi be at a difiance almofi infinitely near … or the Force with which they are flruck y almofi infinitely great” – (fr:991) [i corpi sonori devono essere a una distanza quasi infinitamente vicina … oppure la forza con cui vengono colpiti quasi infinitamente grande]. A titolo di esempio, una sfera d’aria alla superficie, posta all’altezza di un semidiametro terrestre, si espanderebbe fino a riempire l’intero sistema planetario (fr:993), e il mezzo in cui si muovono i pianeti è così sottile che la sua resistenza è impercettibile (fr:994). Di conseguenza, “the strokes of the founding Body being equally forcible, the diftance of the Organ rauft be lefs, in a rarer Medium, in fome proportion to that rarity” – (fr:998) [essendo ugualmente forti i colpi del corpo sonoro, la distanza dell’organo deve essere minore, in un mezzo più rarefatto, in qualche proporzione a quella rarefazione]. Un confronto iperbolico illustra la scala: “The crackling of Thorns in a Fire, would fhake our Ear with a vaftly-more confiderable force here, than the largeft Cannon, or the moft dreadful Claps of Thunder, would do there” – (fr:999-1000) [Lo scoppiettio delle spine nel fuoco scuoterebbe il nostro orecchio con una forza enormemente maggiore qui, di quanto il più grande cannone o i più terribili scoppi di tuono farebbero lassù].

Il testo si conclude con una critica alla dottrina antica della “musica delle sfere”: “The Mufick of the Spheres therefore is an Entertainment, which we ought to defpair of ever hearing” – (fr:1001) [La musica delle sfere è quindi un divertimento di cui dobbiamo disperare di udire mai]; gli antichi filosofi avevano ragione nel dire che tali suoni non si possono udire, ma torto nell’attribuire la causa a una presunta forza soverchiante, mentre in realtà è la rarefazione del mezzo a impedire la propagazione (fr:1002). L’ultimo corollario (fr:1006) lega la diminuzione del suono in altitudine alla discesa del mercurio nel barometro, suggerendo una misura quantitativa basata sullo strumento allora in uso.

Il significato storico del testo risiede nel tentativo di formalizzare le leggi di propagazione del suono in funzione della densità dell’aria, utilizzando un approccio deduttivo e corollari analoghi a quelli della geometria, e nell’applicazione di tali principi a questioni cosmologiche (l’udibilità dei suoni celesti), ponendo le basi per una visione meccanicistica dell’acustica atmosferica.

[19]

[19.1-18-1109|1126]

19 Osservazioni sulla luce prodotta per attrito di vetro e ceralacca

Il fenomeno luminoso osservato per attrito su vetro e ceralacca mostra proprietà dipendenti dal mezzo circostante e dalla continuità del moto.

La luce generata dall’attrito di un globo di vetro è visibile attraverso lampi anomali su tutta la superficie del globo e si estende ben oltre la zona di attrito. Tale luce dipende immediatamente dal movimento e cessa non appena il movimento termina – “The Light produc’d by the Attrition of the Glafs Globe, was vifible by its odd Flafhes, all over the Surface of the Globe” (fr:1109) e “It fpread far beyond the part where the Attrition was made” (fr:1110), e “would continue no longer, than that continued” (fr:1111). Tuttavia si nota che alcune luci prodotte dall’attrito del vetro possono persistere per un breve periodo anche dopo la fine del movimento (fr:1112), mentre nessuna di questa materia luminosa viene comunicata a una punta tenuta vicina (fr:1113), contrariamente a quanto accade per altre luci da vetro (fr:1114).

Per la ceralacca, la luce prodotta strofinandola a mano all’aria aperta è meno considerevole di quella ottenuta strofinandola con flanella nel vuoto. “This Light produc’d by the friction of the Hand, on the Wax, in the open Air; was hardly fo confiderable, as that produc’d by an Attrition made with Flannel, in Vacuo” (fr:1115). Nel vuoto la luce era ben visibile su ciascun braccio della molla di ottone che abbracciava la flanella (fr:1116), e si ritiene che se l’attrito fosse stato prodotto con la mano nello stesso mezzo rarefatto la luce sarebbe stata ancora maggiore (fr:1117). Si osserva quindi un accordo tra le luci prodotte da ceralacca e vetro: entrambe appaiono più vantaggiose nel vuoto che all’aria aperta, cioè in un mezzo debole e rarefatto piuttosto che in uno più denso e vigoroso (fr:1118, fr:1119). Viene generalizzato che tutte le luci di questo tipo condividono tale proprietà, data la natura fine e tenue degli effluvi da cui dipendono (fr:1120).

A queste osservazioni si aggiungono due proprietà specifiche della luce da attrito della ceralacca con lana. “Firfi, The Light produc’d by the Attrition of Sealing-Wax and Woollen, agrees exa&ly in one remarkable Property, with that which is produc’d by the Attrition of Amber and Woollen” (fr:1122): entrambe scompaiono appena l’attrito cessa (fr:1123). “Secondly, This Light agrees, in another Property, with fome Light produc’d by the Attrition of Qlafs and Woollen” (fr:1124): la luce della ceralacca è confinata esclusivamente alla parte strofinata (fr:1125), comportamento che talvolta si verifica anche per il vetro strofinato con lana, sebbene in molti casi la luce si diffonda su tutta la superficie (fr:1126).

[20]

[20.1-12-1153|1164]

20 Esperimenti di attrazione e repulsione elettrica in assenza di strofinio: un fenomeno inaspettato

“Un fenomeno di cui non avevo mai osservato nulla di simile prima; e che offre un esempio sorprendente delle Forze Attrattive e Repulsive.” – (fr:1154)

Il testo descrive una serie di osservazioni sperimentali riguardanti fili sottili (threads) che mostrano comportamenti opposti in presenza di corpi diversi, senza che tali corpi siano stati strofinati. L’autore sottolinea la novità e la stranezza del fenomeno, proponendo due quesiti per spiegarne l’origine.

Nei due esperimenti citati, i fili “fuggivano all’avvicinarsi di un dito; ma se si tenevano vicino della ceralacca o dell’ambra, sebbene nessuno dei due fosse stato strofinato, i fili mostravano una forte tendenza verso di essi” – (fr:1153). Questo comportamento è definito “molto sorprendente” e viene posto in relazione con forze attrattive e repulsive (fr:1154). L’autore distingue tra un caso già noto – l’attrazione di un corpo elettrico ancora caldo dopo la cessazione dello strofinio – e un caso del tutto peculiare: l’attrazione esercitata da un corpo “perfettamente privo di qualsiasi grado di calore e senza alcun precedente strofinio che ecciti e risvegli gli effluvi” – (fr:1155). Anche il moto centrifugo dei fili all’avvicinarsi del dito viene giudicato altrettanto sorprendente (fr:1156).

Una circostanza cruciale è che i fili si trovavano esattamente nello stesso stato quando ciascuno di questi corpi (dito da un lato, ambra e ceralacca dall’altro) veniva posto loro vicino (fr:1157). Eppure “venivano respinti da alcuni e attratti da altri” – (fr:1158). Inoltre, prima che l’ambra, la ceralacca o il dito fossero avvicinati, i fili erano già stati mossi e sollecitati dai corpi elettrici menzionati nell’esperimento (fr:1159).

Da queste osservazioni l’autore trae due quesiti (fr:1160). Il primo chiede se quel precedente movimento ed eccitazione dei fili possa “causare o contribuire a questo effetto così diverso, per cui essi fuggono da un corpo e tendono fortemente verso un altro” – (fr:1161). Il secondo chiede se la ragione di questo fenomeno “debba essere interamente dedotta dalle nature dei corpi stessi a cui i fili erano esposti” – (fr:1162). L’autore conclude che, in virtù di “qualche legge a noi sconosciuta, i fili dovrebbero tendere verso questo corpo e fuggire l’avvicinamento di quello” – (fr:1164).

Storicamente, il brano testimonia una fase cruciale della ricerca elettrica del primo Settecento, in cui si cominciavano a osservare attrazione e repulsione in assenza di strofinio e di calore – fattori ritenuti allora indispensabili per l’eccitazione degli “effluvi”. La formulazione esplicita dei due quesiti mostra un approccio scientifico che cerca di distinguere tra cause meccaniche pregresse e proprietà intrinseche dei materiali, anticipando dibattiti sulla natura delle forze elettriche.

[21]

[21.1-13-1300|1312]

21 Indagine sull’attrazione degli effluvi luminosi tra corpi: un frammento di trattato scientifico

Una serie di interrogativi retorici esplora la possibilità che un corpo possa attrarre gli effluvi di un altro e divenire esso stesso luminoso, proponendo un esperimento mentale con ceralacca e vetro.

Il frammento si apre con una domanda generale sull’attrazione reciproca degli effluvi tra corpi contigui: “May not one Body attract (and as it were imbibe) the Effluvia of another contiguous Body • efpecially when Motion and Warmth have made an eajie pafflage for fuch Effluvia into the Inter ft ices of that Body , whofe attractive Power tends to fetch them thither ?” - (fr:1300) [Non può un corpo attrarre (e per così dire assorbire) gli effluvi di un altro corpo contiguo, specialmente quando il movimento e il calore hanno creato un facile passaggio per tali effluvi negli interstizi di quel corpo, la cui forza attrattiva tende a portarli là?]. Il testo passa quindi a un caso specifico, chiedendo se la ceralacca possa incorporare gli effluvi luminosi emessi dal vetro: “Might not (therefore) the Sealing-wax f’byvirtue of that Law, incorporate with it felf the Luminous Effluvia emitted from the contiguous Glafs ?” - (fr:1302) [Non potrebbe (quindi) la ceralacca, in virtù di quella legge, incorporare in sé gli effluvi luminosi emessi dal vetro contiguo?]. La reciproca permeabilità dei due materiali è suggerita subito dopo: “- Glafs gives a free paffage to the Effluvia of Sealing-wax: May not Sealing-wax (on the other lide) as freely admit the Effluvia of Glafs ?” - (fr:1303) [Il vetro dà libero passaggio agli effluvi della ceralacca: non potrebbe la ceralacca (dall’altro lato) ammettere altrettanto liberamente gli effluvi del vetro?].

Da questa ipotesi deriva una conseguenza diretta: se la ceralacca si carica degli effluvi luminosi del vetro, dovrebbe apparire luminosa essa stessa. “j. Suppofing the Body of the Sealing-wax thus charg’d and replenifh’d with the Luminous Effluvia of the Glafs ; Would it not in that fate appear Luminous it felf ?” - (fr:1304) [Supponendo che il corpo della ceralacca sia così carico e rifornito degli effluvi luminosi del vetro; non apparirebbe essa stessa luminosa in quello stato?]. L’autore generalizza il principio affermando che tutti i corpi luminosi brillano in virtù di materia lucida in essi contenuta: “Do not all Bodies that fhine, do fo by vertue of Lucid Matter lodg’d in ’em; indy in fome degree, more or lefs forcibly darted from ’em ?” - (fr:1305) [Non fanno tutti i corpi che brillano così in virtù di materia lucida in essi alloggiata, e in qualche grado, più o meno violentemente scagliata da essi?]. Un’analogia con fenomeni noti (legno che arde, fumo caldo) rafforza l’argomentazione: “Why fhould not Wax, every where replete with fining Corpufcles, appear fining ; as well as Wood charg’d with fery parts, gives us the Senfation of a burning t Goal • or Smoke throughly heated^ that of a lively Flame ?” - (fr:1306) [Perché la cera, dovunque ripiena di corpuscoli brillanti, non dovrebbe apparire brillante, così come il legno carico di parti infuocate ci dà la sensazione di un carbone ardente, o il fumo ben riscaldato quella di una fiamma viva?].

Il discorso si sposta quindi sul concetto di trasparenza: “4 c What t <37 3 mat is it to be pellucid, but to tranfmit Light receiv’d ?” - (fr:1307) [Che cos’è essere trasparente se non trasmettere la luce ricevuta?]. Applicando questa definizione al caso in esame, l’autore domanda: “And does not the Wax thus tranfmit the Luminous Matter,anr acted and imbibed from the Glafs ?” - (fr:1308) [E non trasmette forse la cera così la materia luminosa, attratta e assorbita dal vetro?]. Ne consegue che la ceralacca, in quello stato, possiede una sorta di trasparenza: “Has not the Wax (therefore) in this Bate, a fort of Transparency ?” - (fr:1310) [Non ha quindi la cera, in questo stato, una sorta di trasparenza?]. L’autore precisa tuttavia che tale proprietà è limitata alle circostanze specifiche dell’esperimento: “I fay in this fate : For the Property is limited to the prefent Circumfances of thefe Bodies concern’d in the Experiment ?” - (fr:1311) [Dico in questo stato: perché la proprietà è limitata alle presenti circostanze di questi corpi coinvolti nell’esperimento]. Il frammento si interrompe mentre descrive il processo di attrito: “During the Attrition, there is an Eruption of Lu-.” - (fr:1312) [Durante l’attrito, vi è un’eruzione di lu-]. I numeri “2.” e “5.” (fr:1301, fr:1309) segnano la scansione di una sequenza di punti o quesiti, caratteristica stilistica del trattato. Il testo costituisce una testimonianza del ragionamento speculativo proprio delle scienze naturali del primo Settecento, dove gli effluvi (spesso legati alle teorie elettriche e ottiche) vengono indagati attraverso esperimenti mentali e analogie con fenomeni comuni.

[22]

[22.1-13-1332|1344]

22 Resoconto degli esperimenti sull’ascesa dei liquidi tra superfici quasi contigue

L’uniformità delle apparenze è conseguenza di circostanze simili.

L’autore introduce il principio fondamentale della ripetibilità: quando le cause naturali agiscono in circostanze identiche o simili, ci si aspettano effetti uguali o simili. “W Henever we give Natural Caufes an Opportunity of exerting themfelves in the fame or fimilar Circumftances, we have reafon to expeft the fame or fimilar Effe&s.” - (fr:1333) [Ogni volta che diamo alle Cause Naturali l’opportunità di esercitarsi nelle stesse o simili circostanze, abbiamo ragione di aspettarci gli stessi o simili effetti.] Tale principio si applica anche a fenomeni che dipendono da una causa universale, non limitata a qualità particolari della materia. “Others depending upon a far more general and comprehenfive Caufe, require no more, in order to their appearance, than fit Circumftances, or a convenient Difpofition of Bodies, with refpect to one-another ; and fo, things being brought within the Sphere of that Caufe on which fuch Effects depend, they are immediately produc’d of courfe, by fome univerfal eftabliflfd Law of Nature.” - (fr:1336-1337) [Altri, dipendenti da una causa ben più generale e comprensiva, non richiedono, per apparire, altro che circostanze adatte, o una disposizione conveniente dei corpi gli uni rispetto agli altri; e così, portate le cose entro la sfera di quella causa da cui tali effetti dipendono, vengono subito prodotti di conseguenza da qualche legge universale e stabilita della Natura.] I fenomeni qui considerati sono di questo tipo.

L’occasione per gli esperimenti nasce dall’osservazione dell’ascesa dei liquidi in tubi stretti, che ha spinto a variare il metodo sperimentale. “The Experiments made upon the Afcent of Liquors in fmall Tubes, gave me an occafion to thinks what Varieties might occurr upon the making the Experiment after a manner different from what before had been us’d.” - (fr:1339) [Gli esperimenti fatti sull’ascesa dei liquidi in tubi stretti mi diedero occasione di pensare quali varietà potessero presentarsi realizzando l’esperimento in modo diverso da quanto era stato fatto prima.] L’autore non usa tubi stretti, ma pone corpi in modo che dalla loro stessa posizione risulti qualcosa di equivalente a tubi stretti, ottenendo lo stesso effetto. “Here were no fmall Tubes made ufe of in any of thefe Experiments : But when Bodies were plac’d together in fuch a manner, that fomething equivalent to fmall Tubes would necejjarily refult from their very Pofition, with refpect to one-another ; then the fame thing always came to pafs,that would have done had common fmall Tubes themfelves been made ufe of.” - (fr:1341-1342) [Non si fece uso di tubi stretti in nessuno di questi esperimenti: ma quando i corpi furono collocati insieme in modo tale che qualcosa di equivalente a tubi stretti risultasse necessariamente dalla loro stessa posizione reciproca, allora accadde sempre la stessa cosa che sarebbe accaduta se si fossero usati comuni tubi stretti.]

Il primo esperimento è descritto: “Of the Afcent of Liquor between two Glafs Planes, in the open Air.” - (fr:1343) [Dell’ascesa del liquido tra due lastre di vetro, all’aria aperta.] Le lastre sono ricavate da uno specchio rotto, lunghe circa 7 pollici e larghe 1,5 pollici. “I Procur’d a couple of Glafs Planes, which were part of a broken Looking-glafs, being about 7 inches long, and ii inch in breadth.” - (fr:1344) [Procurammi due lastre di vetro, parte di uno specchio rotto, lunghe circa 7 pollici e larghe 1 pollice e mezzo.] L’esperimento mostra come l’ascesa del liquido avvenga anche senza tubi, purché le superfici siano poste quasi a contatto, confermando l’uniformità degli effetti dovuti a disposizioni simili dei corpi.

[23]

[23.1-32-1378|1409]

23 Esperimento sull’assorbimento di acqua attraverso ceneri compresse

Un tubo riempito di ceneri, compattate a forza e chiuse superiormente con una vescica, viene immerso nell’acqua; l’ascesa dell’acqua, l’espulsione dell’aria intrappolata e la quantità di liquido assorbita vengono misurate e discusse.

L’esperimento descritto ha come scopo lo studio del moto dell’acqua attraverso un mezzo poroso (ceneri) e della resistenza opposta dall’aria contenuta negli interstizi. La preparazione prevede l’inserimento graduale delle ceneri, compattate con un pestello, e la chiusura della sommità del tubo con una vescica sottile e flessibile, priva d’aria, per raccogliere quella che sarebbe stata forzata fuori dalle ceneri: “As I put in the Allies C >+5 1 by fma!l quantities at a time, I ramm’d them down, ftrongly with a Rammer, whofe Bafts was very little lefs then the Bore of the Tube j by which means I crouded them together as clofe as was pojjible.” (fr:1378) [Mentre inserivo le ceneri un po’ alla volta, le compattavo energicamente con un pestello la cui base era appena inferiore al diametro del tubo, spingendole insieme il più strettamente possibile.] “When the Tube was full, I ty’d over that end of it (by the Neck) a thin limber Bladder, (which I freed from all its included Air) in order to receive that Air, which I expected would be forc’d thro’ the Afhes upon the Aficent of the Water.” (fr:1379) [Una volta pieno il tubo, legai all’estremità (per il collo) una vescica sottile e flessibile, privata di tutta l’aria contenuta, per ricevere quell’aria che prevedevo sarebbe stata forzata attraverso le ceneri durante la salita dell’acqua.]

Immersa l’estremità inferiore del tubo, l’acqua iniziò subito a salire. “The veryfrfi Afcent was pretty confiderable ; For in the fpace of 16 Minutes it had got up near i inch and f.” (fr:1381) [Il primo innalzamento fu piuttosto considerevole; in 16 minuti era salito di quasi 1 pollice e ½.] Dopo 24 ore l’acqua era salita a 16 pollici e la vescica era quasi mezza piena dell’aria che, uscendo dalle ceneri, aveva accompagnato il passaggio dell’acqua (fr:1382). Un incidente – la rottura della parte superiore del tubo – impedì ulteriori osservazioni sulla dilatazione della vescica (fr:1383‑1384), ma non interruppe la misura della salita, proseguita per più giorni. Le altezze raggiunte in successivi intervalli di 24 ore furono: 16, 6, 4½, 3, 2 pollici, e l’ultimo tratto di poco più di 1 pollice fu completato in 10 ore (fr:1386‑1392). “Such was the Progrefs of the Water, and at this - rate did it make its way thro’ the compatt Body of the Jjhes with which the Tube was fill’d.” (fr:1393) [Tale fu il progresso dell’acqua, e a questo ritmo essa si fece strada attraverso la massa compatta di ceneri di cui il tubo era riempito.]

Terminata l’osservazione, l’autore determinò la quantità di acqua assorbita dalle ceneri. Pesando l’acqua versata in un bicchiere fino a raggiungere il livello di immersione del tubo, trovò che il volume assorbito era di 1792 grani, corrispondenti a circa 7 pollici cubici. Il tubo, con diametro di 1 pollice e altezza 32 pollici, aveva una capacità di circa 14 pollici cubici; le ceneri avevano quindi assorbito un volume pari alla metà del contenuto del tubo (fr:1394‑1395). L’autore elenca quindi quattro osservazioni salienti. Primo, nonostante la forte compattazione, gli interstizi delle ceneri ammettevano acqua per metà del volume del tubo (fr:1397‑1398). Secondo, la progressione dell’acqua fu sproporzionata rispetto ai tempi: la serie delle altezze in intervalli uguali di 24 ore fu 16, 6, 4½, 3, 2 pollici (fr:1399‑1400). Terzo, la forza con cui l’acqua saliva era così considerevole da superare la resistenza dell’aria imprigionata negli interstizi; tale resistenza era superiore a quella incontrata nel tentativo di soffiare aria attraverso il tubo solo a metà pieno di ceneri: “Becaufe when I endeavour’d to-force Air by my Breath, thro’ the Tube not above half fill’d. with Afhes, I could not prefently fatisfie my felf that I did do it: Whereas we fee the Water eafily made it self a Paf Tage, when the Tube was not only quite full, but alfo the Afhes were prefs’d together, as hard and clofe as poflible.” (fr:1403‑1404) [Poiché quando cercavo di forzare l’aria con il mio respiro attraverso il tubo riempito a meno di metà con ceneri, non potevo subito esser certo di esserci riuscito; mentre vediamo l’acqua farsi facilmente un passaggio quando il tubo era non solo completamente pieno, ma anche le ceneri erano compresse il più duramente e strettamente possibile.] Quarto, la visibile e graduale tumefazione della vescica alla sommità del tubo dimostrava che l’aria veniva realmente espulsa dalle ceneri dall’acqua che saliva: “I believe none will attribute this Srvelliug of the Bladder to any other Caufe than the force of feme included Air, which ftretch’d it, and plainly endeavour’d to get away by fo doing.” (fr:1407) [Credo che nessuno attribuirà questo rigonfiamento della vescica ad altra causa che alla forza di un’aria racchiusa, che la tendeva e tentava chiaramente di fuggire così.] Il nesso causale è reso evidente dal fatto che l’aria si accumulava progressivamente nella vescica man mano che l’acqua avanzava (fr:1408‑1409).

L’esperimento, per la sua accuratezza quantitativa e per l’uso di un dispositivo semplice ma controllato, costituisce una testimonianza della nascente scienza sperimentale del XVII secolo. Le misure di volume, di tempi e di resistenza meccanica, insieme all’evidenza diretta dell’espulsione dell’aria, offrono un esempio precoce di indagine sistematica sulla permeabilità e sulla capillarità in mezzi porosi.

[24]

[24.1-33-1450|1482]

24 Osservazioni sulla risalita dei liquidi tra superfici contigue: un resoconto sperimentale

Il fenomeno della risalita dei liquidi tra superfici quasi contigue non dipende dall’azione dell’aria e mostra notevoli differenze di velocità e modalità tra sostanze diverse.

Il testo descrive una serie di esperimenti e osservazioni generali sulla risalita di liquidi tra lastre piane quasi a contatto, simile alla risalita in tubi capillari. L’autore, dopo aver esposto gli esperimenti particolari, procede con osservazioni generali per poi analizzare la spiegazione del fenomeno.

Prima osservazione: il fenomeno non dipende dall’aria. L’autore afferma che la risalita avviene con la stessa facilità in un recipiente privato d’aria quanto all’aria aperta, e in un caso specifico la velocità era persino maggiore nel vuoto: “in one cafe particularly, it aficended with a vaftly-greater velocity in fo thin a Medium as that we call a Vacuum, than under all the PrelTure and Vigorous Aftion of common Air” – (fr:1454) [in un caso particolare, saliva con una velocità enormemente maggiore in un mezzo così sottile come quello che chiamiamo vuoto, che sotto tutta la pressione e la vigorosa azione dell’aria comune]. Si precisa che l’altezza e la forza del liquido sono almeno altrettanto considerevoli senza aria: “the Height and Force of the Liquour ; which without the Air, will be at leaf (to fay no more than that) as confiderable as with it” – (fr:1455) [l’altezza e la forza del liquido saranno almeno (per non dire altro) altrettanto considerevoli che con l’aria].

Seconda osservazione: alcuni liquidi risalgono in modo molto diverso da altri. Questa diversità si manifesta in due modi. Primo, alcuni liquidi si ramificano in piccoli ruscelli lasciando spazi vuoti apparenti (come l’acqua colorata tra lastre di vetro), mentre altri salgono in un corpo unico da un lato all’altro delle lastre (olio comune, olio di trementina, spirito di vino): “Some Liquids, as they rife, branch themfelves into various little Streams or Rivulets … But others again mount up all in an entire body, from one fide of the Planes to the other” – (fr:1459-1460) [Alcuni liquidi, mentre salgono, si ramificano in vari piccoli ruscelli o rivoli … Altri invece salgono tutti in un corpo unico]. Secondo, alcuni liquidi salgono con estrema rapidità rispetto ad altri: l’olio comune impiega quasi un’ora per salire quanto gli altri facevano in meno di mezzo minuto: “The Common Oyl mov’d extreamly fluggiflsly … the former was near an Hour in riling as high as the two later would do in lefs than half a Minute” – (fr:1452) [L’olio comune si muoveva estremamente lentamente … il primo impiegava quasi un’ora per salire tanto quanto gli altri due facevano in meno di mezzo minuto]. L’autore stima che gli ultimi due liquidi salissero almeno 120 volte più velocemente dell’olio comune: “the Two lajl mention d Liquors made at leaft 120 times as much hafte to get up between the Planes, as the former did” – (fr:1463) [i due ultimi liquidi menzionati facevano almeno 120 volte più fretta a salire tra le lastre di quanto facesse il primo]. Si ipotizza che possano esistere altri liquidi con velocità ancora maggiori, e che infinite proporzioni di velocità possano corrispondere a diversi liquidi, poiché la causa del fenomeno è capace di produrre un’infinita varietà di effetti a seconda della materia su cui agisce.

Terza osservazione: i liquidi non salgono solo in direzione perpendicolare, ma in tutti gli angoli di obliquità rispetto all’orizzonte. Con lastre rotonde, il liquido si diffonde immediatamente fino ai bordi per tutta la circonferenza: “the tinged Liquor immediately diffus’d it felf, to the extremities or edges of them, every where thro’ the whole Circumference” – (fr:1467) [il liquido colorato si diffuse immediatamente fino alle estremità o ai bordi, dovunque attraverso l’intera circonferenza]. L’autore nota che la risalita perpendicolare avviene solo in una direzione (attraverso il centro), mentre in tutte le altre direzioni il liquido sale obliquamente, come un numero infinito di corde di un cerchio. Poiché raggiunge tutte le parti della circonferenza nello stesso istante, si presenta come il rovescio della celebre proposizione di Galileo sui tempi uguali di discesa dei gravi lungo le corde di un cerchio: “we have then here as it were the Reverfe of Galileo^ famous Fropofition, about the Equitemporaneous Defcents of heavy Bodies in the Chords of a Circle: For in this cafe, the afeending Liquid defcribes them all in equal times” – (fr:1470) [abbiamo qui come il rovescio della famosa proposizione di Galileo sulla discesa equitemporanea dei corpi pesanti nelle corde di un cerchio: in questo caso il liquido che sale le descrive tutte in tempi uguali]. L’autore ritiene che la stessa causa possa produrre sia la salita che la discesa, ovvero l’attrazione verso l’alto in un caso e verso il basso nell’altro, e nella stessa figura (il cerchio).

Quarta osservazione: il fenomeno non è limitato a un particolare tipo di materia. I liquidi salgono non solo tra lastre di vetro, ma anche di marmo e ottone: “The Liquids rofe, not only between the Glafs, but the Marble and the Brafs Planes too” – (fr:1474) [I liquidi salivano non solo tra le lastre di vetro, ma anche tra quelle di marmo e ottone]. L’autore ritiene che con lastre di altri materiali l’esperimento avrebbe avuto successo analogamente. Aggiunge che è possibile che alcuni liquidi non salgano tra le superfici di certi corpi, mentre altri vi salgono liberamente, e persino che possano invece abbassarsi o essere depressi: “’Tis poflible, that fome Liquids may not rife between the furfaces of feme Bodies, which others will rife freely between: nay, I know not, whether infiead of riftng, they may not be funk and deprefs’d” – (fr:1476) [È possibile che alcuni liquidi non salgano tra le superfici di certi corpi, mentre altri vi salgono liberamente; anzi, non so se invece di salire possano essere abbassati o depressi].

Quinta osservazione: una maggiore quantità di materia non contribuisce alla risalita del liquido. Ciò è evidente dall’esperimento con due tubi di uguale cavità ma spessore diverso, e per analogia lo spessore o la sottigliezza delle lastre non produce alterazione nella risalita: “A greater quantity of Matter contributes nothing to the rifng of the Liquid. This is plain from the Experiment of the two Tubes of equal Cavities, but unequal Thickneffes” – (fr:1478-1479) [Una maggiore quantità di materia non contribuisce alla risalita del liquido. Ciò è evidente dall’esperimento dei due tubi di uguale cavità, ma spessore diverso].

L’autore conclude che queste osservazioni generali forniscono la base per risolvere il fenomeno stesso, riconducendolo a una causa unitaria che agisce in contesti differenti producendo effetti vari. Il testo rappresenta una testimonianza del metodo sperimentale nella scienza del Seicento, con un’attenzione ai dettagli quantitativi (velocità, tempi, direzioni) e un tentativo di collegare fenomeni apparentemente diversi (risalita dei liquidi e caduta dei gravi) sotto un principio comune, anticipando concetti di attrazione e capillarità.

[25]

[25.1-26-1485|1510]

25 Il Principio di Attrazione nei Fenomeni Capillari: Un’Analisi Critica dai Trattati Scientifici del XVII Secolo

Un resoconto della soluzione proposta per l’ascesa dei liquidi in tubi sottili, basata sul principio di attrazione, in dialogo con teorie alternative e con i primi sviluppi della legge di gravitazione universale.

Il testo esamina il fenomeno dell’ascesa dei liquidi in piccoli tubi (o tra superfici vicine), presentando una spiegazione fondata sul principio di attrazione. L’autore dichiara di voler ricondurre tutte le varietà osservate al caso semplice dei tubi sottili, affermando: “here I make no fcruple,” to reduce all the Varieties mention’d to the fimple Cafe of fmail Tubes; becaufe they all of them (as is plain by eonfidering the Circumftances) amount to no more than That” - (fr:1488) [“Qui non esito a ricondurre tutte le varietà menzionate al semplice caso dei piccoli tubi; perché tutte (come è evidente considerando le circostanze) non sono altro che quello.”]. A titolo di esempio, egli spiega che due lastre di vetro poste molto vicine costituiscono un tubo a forma di parallelepipedo di spessore estremamente ridotto (fr:1489). Una volta trovata una soluzione per i tubi sottili, la stessa può essere facilmente adattata a tutti gli altri casi (fr:1490).

Il principio chiave è identificato senza equivoci: “Principle we ought to-have recottrfe to in this Cafef, is no other than that of Attraction.. A Principle which - governs far and wide in Nature, and by which mqft of its Phenomena are explicable” - (fr:1492) [“Il principio a cui dobbiamo ricorrere in questo caso non è altro che quello di Attrazione. Un principio che governa ampiamente la Natura, e mediante il quale la maggior parte dei suoi fenomeni è spiegabile.”]. L’autore è consapevole di tentativi alternativi: alcuni hanno argomentato mediante l’azione impedita o diminuita dell’aria, altri mediante l’innixione o appoggio delle parti del fluido sui pori e le asperità del vetro, altri ancora attraverso la congruenza e incongruenza delle parti della materia (fr:1495). Quest’ultima nozione è giudicata “fomewhat more unintelligible than the two former” (fr:1496) [“un po’ più incomprensibile delle prime due”], e mentre le prime due sono “perfpicuoufly Falfe*” (fr:1497) [“perfpicuamente false”], la terza lascia il dubbio se possa essere vera a causa delle parole oscure “congruity” e “incongruity”.

Alla possibile obiezione che anche “attrazione” sia un termine duro e inintelligibile, l’autore risponde che è un fatto evidente che esiste in Natura una potenza per cui le parti della materia tendono le une verso le altre, e ciò vale non solo per le porzioni più grandi o i sistemi di materia, ma anche per i corpuscoli più minuti e insensibili (fr:1498-1499). Viene quindi tracciato un parallelo con la legge di gravitazione universale: “the Attraction or Centripetency decreafes reciprocally, as the Squares of the Diflances (of the Attrafted from the Attracting Body) do encreafe” - (fr:1500) [“l’attrazione o forza centripeta diminuisce reciprocamente come aumentano i quadrati delle distanze (dell’attratto dal corpo attrattore)”]. Tuttavia, per le porzioni più piccole la legge non è ancora completamente determinata: “only ’tis known, that it mult be very different from the 1 Other, and that the attractive Forces here do decreafe in a greater proportion than that by which the Squares of the Diflances do encreafe” - (fr:1501) [“solo si sa che deve essere molto diversa dall’altra, e che le forze attrattive qui diminuiscono in una proporzione maggiore di quella con cui aumentano i quadrati delle distanze”]. La natura di questa proporzione rimane “not yet accounted far” (fr:1501) [“non ancora chiarita”] a causa delle difficoltà nel fare esperimenti e osservazioni per stabilire un punto così sottile (fr:1502-1503). L’autore rende omaggio a Sir Isaac Newton, “the Hontur of our Nation and Royal Society*”, che ha posto entrambe queste leggi di attrazione in una luce molto chiara (fr:1504).

Per sostenere ulteriormente l’interesse del principio di attrazione nel fenomeno dei tubi sottili, l’autore propone di mostrare “fome remarkable Agreements of this Phenomenon, with others in which Attraction is mofi evidently concern’d” (fr:1506) [“alcuni notevoli accordi di questo fenomeno con altri in cui l’attrazione è più evidentemente coinvolta”]. A tal fine introduce il magnete o calamita, i cui effetti coincidono meravigliosamente con quelli dei piccoli tubi: una calamita di qualsiasi forma attrae il ferro, così come corpi disposti in qualsiasi modo, purché compongano un piccolo tubo (o l’equivalente), danno occasione al liquido di ascendere tra le loro superfici (fr:1507-1510).

[26]

[26.1-64-1527|1590]

26 L’ascensione capillare spiegata mediante l’attrazione delle superfici concave

Il trattato si propone di fornire una spiegazione meccanica del fenomeno per cui i liquidi salgono in tubi di piccolo diametro, fondandola sull’attrazione esercitata dalla superficie concava del vetro e sulle leggi idrostatiche, rigettando l’ipotesi di un’attrazione diretta verso l’alto.

L’autore stabilisce innanzitutto che l’attrazione responsabile dell’ascensione non proviene dall’intera massa del tubo, ma specificamente dalla sua superficie concava interna: “That Attraction I fpeak of ( as the Caufe of the Afcent of Liquids in fmall Tubes) I make to proceed (mainly, if not folely) from the Innermofi or Concave Surface of fuch a Tube; and not from the Solidity or Quantity of Matter which It contains.” - (fr:1527-1528) [Quell’Attrazione di cui parlo (come causa dell’ascesa dei liquidi in piccoli tubi) la faccio procedere (principalmente, se non interamente) dalla superficie più interna o concava di tale tubo; e non dalla solidità o quantità di materia che esso contiene.] A sostegno di ciò, egli adduce l’esperimento di due tubi menzionato in precedenza e argomenta che la forza attrattiva delle particelle materiali agisce solo su corpuscoli a contatto o a distanza infinitesima: “attractive Power of fmall Particles of Matter alts only on fuch Corpufdes as are in contaCi with them, or remov’d but at infinitely-little diftances from ’em.” - (fr:1531) [Il potere attrattivo di piccole particelle di materia agisce solo su quei corpuscoli che sono a contatto con esse, o che ne sono separati da distanze infinitamente piccole.] Ne consegue che le superfici più esterne del tubo non contribuiscono all’effetto: “the remoter Surfaces of the Tube, between the innermofi or concave one, and the outermoft or convex one, do contribute nothing to the EtfeQ:; that is, the Liquid u not influenc’d by any Attraction of Theirs.” - (fr:1532) [le superfici più remote del tubo, tra quella più interna o concava e quella più esterna o convessa, non contribuiscono per nulla all’effetto; cioè, il liquido non è influenzato da alcuna loro attrazione.]

Viene quindi descritto il meccanismo dettagliato. Si consideri un tubo sottile immerso verticalmente in un liquido con superficie orizzontale. Le particelle di liquido adiacenti alla superficie concava (indicate come aa, bb) sono fortemente attratte in direzione perpendicolare alle pareti del tubo (parallela alla superficie del liquido): “the Parts of the Liquid at a a, bb, adjoyning to the concave Surface of the Tube, are ftrongly attracted by it, and that in a Direction perpendicular to the Tides of the Cylindrick Glafs ; or (whichis all one ) parallel to E F, the Surface of the Liquid.” - (fr:1538) [Le parti del liquido in aa, bb, adiacenti alla superficie concava del tubo, sono fortemente attratte da essa, e in una direzione perpendicolare ai lati del vetro cilindrico; o (che è lo stesso) parallela a EF, la superficie del liquido.] Questa attrazione laterale riduce la forza gravitazionale (momento) di tali particelle: “by means of the aforefaid Attraction, it comes to pafs that the Particles a a, b b, have all of ’em a much-lefs Momentum or gravitating Force than otherwife they would have, were the Attraction away.” - (fr:1539) [per mezzo della suddetta Attrazione, accade che le particelle aa, bb abbiano tutte un momento o forza gravitante molto minore di quanto avrebbero altrimenti, se l’Attrazione fosse assente.] Di conseguenza, le porzioni di fluido immediatamente sottostanti sono meno compresse: “Therefore the Parts of the Fluid, which lie immediately under them, arc much lefs prefPd upon, than otherwife they would be.” - (fr:1540) [Perciò le parti del Fluido che giacciono immediatamente sotto di esse sono molto meno pressate di quanto sarebbero altrimenti.]

Anche le particelle più interne, come dd, se il tubo è abbastanza sottile, risentono dell’attrazione, sia direttamente sia attraverso le particelle aa, bb che, essendo fortemente attratte, attraggono a loro volta quelle vicine: “altho’ the Particles d d lie farther out towards the middle of the Tube, yet in a very minute and {lender one (fuch as we here {peak of) they are near enough to be within the reach of the powerful Attraction of the Surface, so far as to be in fome meafure influenc’d thereby; either immediately or mediately, by the means of the Particles a a, b b , which are ftrongly urg’d towards the Glafs, and do ( by the General Law ) attraCt the neighbouring Particles d d 9 towards themfelves.” - (fr:1541) [sebbene le particelle dd giacciano più lontano verso il centro del tubo, in uno molto sottile (come quello di cui parliamo) esse sono abbastanza vicine da essere alla portata della potente Attrazione della superficie, così da esserne in qualche misura influenzate; o immediatamente o mediatamente, per mezzo delle particelle aa, bb che sono fortemente spinte verso il vetro e (per la Legge Generale) attraggono a sé le particelle vicine dd.] Il risultato è una riduzione del momento di tutte le particelle entro la circonferenza della base inferiore del tubo, con conseguente minor pressione sul fluido sottostante. Al contrario, le particelle del fluido esterne, a distanze superiori al semidiametro del tubo, non risentono di tale attrazione e gravitano con tutto il loro momento: “But the Parts of the Fluid tween the Surface ECDFand the Bottom of the Tube, at more remote diftances from the Sides of the Tube than its Semidiameter ; Thefe Particles (I fay) being out of the reach of any fuch Attraction, do gravitate with their whole Force or Momentum on the Parts which lie under ’em.” - (fr:1543) [Ma le parti del Fluido tra la superficie ECDF e il fondo del Tubo, a distanze dai lati del Tubo maggiori del suo semidiametro; queste particelle (dico) essendo fuori dalla portata di qualsiasi tale Attrazione, gravitano con tutta la loro Forza o Momento sulle parti che giacciono sotto di esse.]

Poiché l’equilibrio idrostatico viene rotto dall’immersione del tubo, “the Equilibrium is deftroyM between tliofe Parts or the Liquid lying within the Circumference of the lower Bafis, and thole which are plac’d without.” - (fr:1544) [l’Equilibrio è distrutto tra quelle Parti del Liquido che giacciono entro la Circonferenza della base inferiore e quelle che sono poste all’esterno.] Per le leggi idrostatiche, il fluido più forte (quello esterno, con momento maggiore) preme sul più debole (quello interno) e lo costringe a salire: “Therefore ( by the Hydrofidtical Laws ) the Liquid mull rife within the Surface of the Tube : For the fironger Fluid will Hill prefs in upon the weaker, and force it away before it.” - (fr:1545) [Perciò (per le Leggi Idrostatiche) il Liquido deve salire entro la superficie del Tubo: poiché il Fluido più forte premerà su quello più debole e lo spingerà via davanti a sé.]

Il processo si autoalimenta: le particelle aa, bb e poi dd cedono il passo alle particelle sottostanti, spinte dal momento superiore di quelle esterne, e ascendono nel tubo. Una volta salite, l’attrazione delle pareti laterali continua a ridurne il momento, dando nuovo impulso al fluido esterno per entrare dal fondo e spingerle ulteriormente verso l’alto. L’ascesa prosegue fino a un’altezza determinata, dove si stabilisce un nuovo equilibrio: “Thus, by the continued, Action of the fame Caufe, the fame Ejfeft follows, and the Liquor continues to afcend in the Tube, till it comes to a certain determinate Height, where it keeps its fat ton, and tliat by vert tie oi the fame Laws which brought it thither.” - (fr:1547) [Così, per l’azione continuata della stessa Causa, segue lo stesso Effetto, e il Liquido continua a salire nel Tubo fino a che giunge a una certa altezza determinata, dove si ferma, e ciò in virtù delle stesse Leggi che ve lo hanno portato.]

L’autore chiarisce che la forza motrice principale risiede nella pressione delle particelle esterne più lontane: “’Tis to the Energy and Force of thefe, that the Afcent of the Fluid feems chiefly% if not entirely, to be owing.” - (fr:1552) [È all’Energia e Forza di queste che l’Ascesa del Fluido sembra dovuta principalmente, se non interamente.] Le particelle immediatamente adiacenti alla superficie convessa esterna, invece, sono anch’esse attratte in qualche misura e quindi non possiedono un momento preponderante: “For thofe Particles nearly adjoyning to the Convex Surface, are attracted in fome degree, as well as thofe which are approach’d to the Concave y And therefore can’t be imagin’d to have any fuch preponderating Momentum, as to force thofe within to afcend in the Tube.” - (fr:1553) [Poiché quelle particelle quasi adiacenti alla superficie convessa sono attratte in qualche grado, così come quelle che si avvicinano alla concava, e quindi non si può immaginare che abbiano un qualsiasi momento preponderante tale da forzare quelle interne a salire nel tubo.]

A questo punto sorge un’obiezione: se il fluido esterno sulla superficie convessa fosse attratto quanto quello interno sulla concava, allora il liquido dovrebbe salire anche all’esterno del tubo, cosa che l’esperienza non mostra. La risposta si basa sulla diversa geometria della convessità e della concavità. Considerando una particella di fluido a contatto con la superficie convessa, solo un singolo filamento della superficie è rivolto verso di essa, mentre tutti gli altri sono allontanati: “Suppofe we a fmall Particle of a Fluid, in contact with the Convex Surface of a Tube: ’Tis plain, that all the LiheoU or freight Filaments compofing this Surface, arc averted, or turn’d from the aforefaid Particle, except that one fingle Filament, Y 2 in • .” - (fr:1557) [Supponiamo una piccola Particella di un Fluido, a contatto con la superficie convessa di un Tubo: è chiaro che tutti i filamenti o fibre rettilinee che compongono questa superficie sono allontanati o rivolti dalla suddetta Particella, eccetto quel singolo filamento in cui tocca la superficie.] Al contrario, sulla superficie concava tutti i filamenti sono rivolti verso la particella: “But on the Gonc xve fide, all the Filaments are turn’d towards fuch a Particle, which we imagine to be in contact with the Surface there.” - (fr:1559) [Ma sul lato concavo, tutti i filamenti sono rivolti verso tale Particella, che immaginiamo essere a contatto con la superficie ivi.] Ne deriva una differenza enorme nell’attrazione: sulla convessa la particella è molto più fuori portata a causa della posizione allontanata dei filamenti, mentre sulla concava l’incurvatura avvicina i filamenti, producendo un effetto proporzionalmente maggiore: “For in the Former Cafe, the faid Particle muft be vaftly more out of the reach ofthefe Attractions, upon the account of the averted Fofition of the Filaments, than in the Latter Cafe, where the Incurvation turns the attracting LineoU towards it, and by that means prefenting a much-greater Force, produces a propertionally-greater Effeft.” - (fr:1562) [Nel primo Caso, la suddetta Particella deve essere enormemente più fuori dalla portata di queste Attrazioni, a causa della posizione allontanata dei filamenti, che nel secondo Caso, dove l’incurvatura volge verso di essa i filamenti attrattivi, e presentando così una Forza molto maggiore, produce un Effetto proporzionalmente maggiore.] Per questo motivo la perdita di momento è molto maggiore all’interno che all’esterno del tubo, e l’ascesa sulla superficie convessa è trascurabile: “and I believe it will be always found to be fo.” - (fr:1564) [e credo che sarà sempre così.]

Il trattato prosegue dimostrando perché il liquido deve salire più in alto in tubi di diametro minore. Si considerino due tubi di diverso diametro ma stessa altezza di immersione. Le forze attrattive sono proporzionali alle superfici (quindi alle circonferenze), mentre i pesi del liquido da sollevare sono proporzionali ai volumi (quindi alle aree delle basi). Poiché la circonferenza e l’area di un cerchio non crescono in proporzione – il rapporto tra perimetro e area è maggiore in un cilindro piccolo – la forza attrattiva rispetto al peso è maggiore nel tubo più piccolo: “Therefore in the [mail Tube, the Attractive Force bears a greater Proportion to the: Weight of the Liquid to be rais’d, than it does in the great one: And therefore the Liquid mu jl rife higher in the Former, than in the Later.” - (fr:1573) [Perciò nel tubo piccolo, la Forza Attrattiva sostiene una proporzione maggiore rispetto al Peso del Liquido da sollevare di quanto non faccia in quello grande: e quindi il Liquido deve salire più in alto nel Primo che nel Secondo.] Viene inoltre fornita una regola per determinare l’altezza di ascesa in un dato tubo: “the Liquid in u ft neceffarily rife, till it comes • to fuch a Height; that the Momentum of all the Liquid in the Tube, as it is there diminffid by the Attraction: of the Surface, becomes equal to the undirninijlfd Momentum of the External Liquid, at that depth the Tube is immers’d to.” - (fr:1574) [il Liquido deve necessariamente salire finché giunge a tale altezza che il Momento di tutto il Liquido nel Tubo, come è ivi diminuito dall’Attrazione della superficie, diventi uguale al Momento non diminuito del Liquido Esterno, a quella profondità a cui il Tubo è immerso.] Quando si raggiunge tale altezza, il liquido si ferma. La proporzione è: “As the Diminish’d Gravity, of the Liquid in the Tube is ; to the Abfolute Gravity of the Collateral Cylinder of; External Liquid, so is the Depth of Immerfion^ to the Height of the Liquid in the [mail Tube.” - (fr:1577-1578) [Come la Gravità Diminuita del Liquido nel Tubo sta alla Gravità Assoluta del Cilindro Laterale di Liquido Esterno, così la Profondità di Immersione sta all’Altezza del Liquido nel tubo piccolo.]

Infine, l’autore spiega perché ha scelto questa soluzione piuttosto che una più semplice attrazione diretta verso l’alto. A prima vista l’ascesa rettilinea del liquido potrebbe suggerire un’attrazione parallela alle pareti del tubo: “the dire eft and feemingly-fireight afcent of die Liquid, from the lower to the upper parts of the Tube, would, at fir ft view, tempt one to think of no more than only an Attraction upwards, or in Directions parallel to the fides of the Tube.” - (fr:1581) [l’ascesa diretta e apparentemente rettilinea del Liquido, dalle parti inferiori a quelle superiori del Tubo, indurrebbe a prima vista a pensare a niente più che a una semplice Attrazione verso l’alto, o in direzioni parallele ai lati del Tubo.] Tuttavia, questa via presenta difficoltà insormontabili. La prima è che una particella a contatto con il vetro dovrebbe essere attratta soprattutto da quella particella con cui è in contatto, e non da una lontana sopra di essa: l’attrazione deve iniziare in direzione perpendicolare, non parallela: “I could not fee any Reafon to convince my felf, why a Partide of the Liquid, as a or b, which is there at that point in actual contact with the Glafs, .fhould not be attraded to and by that Particle, rather than by another above it, and remote from it” - (fr:1583) [non potevo vedere alcuna Ragione per convincermi del perché una Particella del Liquido, come a o b, che è in quel punto in attuale contatto con il Vetro, non dovrebbe essere attratta da e verso quella Particella piuttosto che da un’altra sopra di essa e lontana da essa.] La seconda difficoltà è meccanica: se un corpo poggiato su un piano orizzontale viene tirato orizzontalmente contro un piano verticale, la pressione sul piano orizzontale diminuisce. Applicato al caso in esame, il momento delle particelle aa, bb viene diminuito rispetto a quelle sottostanti, proprio come descritto nel modello: “I concluded, that for this reafon the Momen– tum of the Parts of the Fluid a a, bb y muff be abated, with refpect to the Particles lying immediately under them.” - (fr:1590) [conclusi che per questa ragione il Momento delle Parti del Fluido aa, bb deve essere diminuito rispetto alle Particelle giacenti immediatamente sotto di esse.]

Il testo rappresenta una testimonianza storica del tentativo di spiegare la capillarità mediante forze attrattive e principi idrostatici, in un’epoca in cui la teoria newtoniana dell’attrazione veniva estesa ai fenomeni microscopici. L’analisi geometrica della differenza tra superfici concave e convesse, l’uso del concetto di “momento” come forza gravitante, e l’applicazione del rapporto perimetro/area per giustificare l’altezza maggiore in tubi più sottili costituiscono elementi peculiari di un approccio che, pur lontano dalla moderna teoria della tensione superficiale, getta le basi per la comprensione del fenomeno.

[27]

[27.1-15-1623|1637]

27 Resoconto di un esperimento sulla densità dell’aria in funzione della temperatura (1708)

Il testo descrive un esperimento condotto il 11 febbraio 1708, volto a misurare la contrazione dell’aria al variare della temperatura, utilizzando un termometro a spirito e un sifone contenente una colonna d’aria e mercurio. L’autore parte dal presupposto che l’azione dell’aria esterna sia più facilmente osservabile in assenza di corpi intermedi: “Befides, the Action and Power of the External Air could not have been fo certainly argued and determin’d, in that cafe, as it might in this; where it had liberty to prefs as it would, and that Immediately, without oppofition or hinderance from an Intervening Body” - (fr:1623) [Inoltre, l’Azione e la Potenza dell’Aria Esterna non avrebbero potuto essere argomentate e determinate con altrettanta certezza in quel caso come in questo; dove essa aveva libertà di premere a suo piacimento, e ciò immediatamente, senza opposizione o impedimento da parte di un Corpo Interposto.]

La procedura prevede che lo spirito nel termometro, riscaldato dall’acqua calda, salga fino a una pallina posta all’estremità dello strumento: “The Spirit in the Thermometer, being quickly influenc’d by the warm Water, I fufter’d it to rife up as high as the little Ball on the Top of that Instrument, and indeed to pafs into it; that fo I might make my Obfervations on its Defcent with more exatlnefs” - (fr:1624) [Lo Spirito nel Termometro, essendo rapidamente influenzato dall’acqua calda, lo lasciai salire fino alla pallina sulla sommità di quello Strumento, anzi a passarvi dentro; così da poter effettuare le mie Osservazioni sulla sua Discesa con maggiore esattezza.] L’osservazione inizia quando lo spirito raggiunge una temperatura uniforme: “For I imagin’d, that by that time the Spirit was fallen to fome convenient degree, defign’d to begin the Account at, it might have acquir’d a pretty equal degree of Heat in all its Parts” - (fr:1625) [Immaginavo infatti che, nel momento in cui lo Spirito fosse sceso a un grado conveniente, stabilito per iniziare la Misura, avesse acquisito un grado di Calore abbastanza uniforme in tutte le sue Parti.]

L’autore inizia le osservazioni quando lo spirito è sceso a 130 gradi sopra il punto di congelamento: in quel momento la lunghezza della colonna d’aria, dall’estremità chiusa del sifone alla superficie più vicina del mercurio, è di 144 decimi di pollice: “Accordingly I began my Obfervations, when it had defcended to 130 Degrees above the Freezing Point; at which time I found the length of the Column of Air, from the clofed end of the Syphon to the nearefl: Surface of the Quickfilver, to be juft 144 tenths of Inches” - (fr:1626) [Di conseguenza iniziai le mie Osservazioni quando era sceso a 130 Gradi sopra il Punto di Congelamento; in quel momento trovai che la lunghezza della Colonna d’Aria, dall’estremità chiusa del Sifone alla superficie più vicina del Mercurio, era esattamente 144 decimi di Pollice.] Man mano che lo spirito scende, la colonna d’aria si accorcia: per ogni 10 gradi di discesa, la colonna perde 1 decimo di pollice. “After the Spirit had defcended 10 Degrees lower, the Air, which before poffefs’d 144 Parts, lack’d one of them now; and 19 on fucceflively at every 10 Degrees defcent of the Spirit, the Column of the contain’d Air was Z 2 ieffen’d L ! … leffen’d in its length one exaCt tenth” - (fr:1627-1628) [Dopo che lo Spirito fu sceso di 10 Gradi, l’Aria, che prima possedeva 144 Parti, ne mancava una; e successivamente a ogni 10 Gradi di discesa dello Spirito, la Colonna dell’Aria contenuta veniva ridotta in lunghezza di un esatto decimo.] Alla temperatura di 30 gradi sopra il punto di congelamento, l’aria occupa solo 134 delle parti menzionate: “When ir had del’cended to 30 Degrees above the Freezing-Point, the Air was found to poffefs but i 34 of the ’forementioned Parts” - (fr:1629) [Quando era sceso a 30 Gradi sopra il Punto di Congelamento, si trovò che l’Aria possedeva solo 134 delle suddette Parti.]

L’autore estrapola i risultati al punto di congelamento e oltre: “So that from hence it will beeafie to conclude, that at the Freezing Point, the Air in the Syphon would be reduc’d to 3 tenths lefs than at the laft Obfervation; and confequently at 50 Degrees below the Freezing Point, (which I am inform’d is the greateft Degree of Cold that has happen’d in our Climate,) it would be reduc’d to 126 Parts of the whole, and in that ftate would be one eighth more denfe, than when at the greateft Degree of our Natural Heat” - (fr:1630) [Da ciò sarà facile concludere che al Punto di Congelamento l’Aria nel Sifone si ridurrebbe di 3 decimi rispetto all’ultima Osservazione; e conseguentemente a 50 Gradi sotto il Punto di Congelamento (che mi viene riferito essere il massimo Grado di Freddo verificatosi nel nostro Clima) si ridurrebbe a 126 Parti del totale, e in quello stato sarebbe più densa di un ottavo rispetto al massimo Grado del nostro Calore Naturale.] L’impossibilità di verificare sperimentalmente l’ultima parte è dovuta alla rapidità con cui il sifone risponde al freddo rispetto al termometro: “And the Reafon why I could not prove this later part by Experiment, was, that when I came to expofe the Thermometer and Syphon in the open Air, or freezing Ivlixture, the-Syphon would inftantly receive the Impreffton of the Cold, and the Air contain’d in it be confiderably contracted, before the Thermometer gave any fign of fuch Alteration” - (fr:1631) [E la ragione per cui non potei provare quest’ultima parte con l’Esperimento fu che, quando esposi il Termometro e il Sifone all’aria aperta o a una miscela congelante, il Sifone riceveva immediatamente l’Impronta del Freddo, e l’Aria in esso contenuta si contraeva considerevolmente, prima che il Termometro desse alcun segno di tale Alterazione.]

Ciononostante, l’autore ritiene la regolarità dell’esperimento tale da non lasciare dubbi: “But feeing the former part of the Experiment fueceeded fo very regularly as it did, I think there can be no doubt of the truth of the whole Calculation; nor do I yet fee how it could be better perform’d” - (fr:1632) [Ma vedendo che la prima parte dell’Esperimento riuscì in modo così regolare, penso che non si possa dubitare della verità dell’intero Calcolo; né vedo come avrebbe potuto essere eseguito meglio.] Viene quindi aggiunta una tabella delle diverse densità dell’aria a intervalli di 5 e 10 gradi, da 130 sopra il punto di congelamento fino a 50 gradi sotto: “I fhall add a Table of the different Degrees of the Air’s Denfity at every 5, 10 Degrees, from 130 above the Freezing Point,’ to 50 Degrees below it” - (fr:1633) [Aggiungerò una Tabella dei diversi Gradi di Densità dell’Aria ogni 5, 10 Gradi, da 130 sopra il Punto di Congelamento fino a 50 Gradi sotto di esso.] La data e le condizioni barometriche sono registrate: “This Experiment was made February the x ith, 1708; the Mercury in the Barometer (at the fame time) ftanding at 30 inches., Degrees” - (fr:1634) [Questo Esperimento fu fatto l’11 Febbraio 1708; il Mercurio nel Barometro (nello stesso tempo) segnava 30 pollici, Gradi.] Il testo si conclude con frammenti di quella tabella, che elenca valori numerici da 130 a 40 gradi sopra il punto di congelamento, fino al punto di congelamento e sotto (frasi 1635-1637).

L’esperimento rappresenta una precoce quantificazione della relazione tra temperatura e volume dell’aria, anticipando le moderne leggi dei gas. La scelta di una scala termometrica basata su gradi sopra/sotto il punto di congelamento e l’uso di un sifone per misurare variazioni di volume costituiscono elementi tecnici rilevanti. La menzione del “massimo Grado di Freddo nel nostro Clima” offre anche un dato storico-climatico.

[28]

[28.1-15-1671|1685]

28 Resoconto degli esperimenti sulla rifrazione dell’aria (1708)

“And thefe Experiments have been fhewn before the Prefident; and, at times, to moft of the princi-pal Members of the Royal Society., So that ’tis hoped the Fa£t may no longer be queftion’d.” – (fr:1674) [E questi esperimenti sono stati mostrati davanti al Presidente e, in diverse occasioni, alla maggior parte dei principali membri della Royal Society, cosicché si spera che il fatto non possa più essere messo in dubbio.]

Il testo descrive una serie di esperimenti condotti il 15 giugno 1708 per misurare la rifrazione dell’aria in relazione alla sua densità. L’apparato consisteva in un prisma di vetro posto davanti a un telescopio: dopo aver evacuato il prisma, si osservava un segno sull’oggetto distante attraverso il vuoto. “we firflr exhaufted the Prifin, and then applying it to the Telefcope, the horizontal Hair in the Focus cover’d a Mark on our Objeft diftin&Iy feen thro’ the Vacuum” – (fr:1671) [per prima cosa evacuammo il prisma, e poi applicandolo al telescopio, il pelo orizzontale nel fuoco copriva un segno sul nostro oggetto visto distintamente attraverso il vuoto]. Lasciando entrare l’aria, l’oggetto sembrava sollevarsi gradualmente e il pelo finiva per nascondere un segno 1½ pollici più in basso del precedente. L’esperimento venne ripetuto con successo (fr:1672). Successivamente, usando una pompa compressiva, si portò la densità dell’aria interna al doppio di quella esterna; facendo uscire l’aria, l’oggetto sembrava discendere e il pelo si fermava su un segno più alto dello stesso intervallo di 1½ pollici (fr:1673). Con una densità tripla, lo spostamento fu di circa 2¼ pollici, ma la forte pressione danneggiò i sigilli (fr:1674).

Seguono calcoli basati sulle leggi della rifrazione: “How the Radius being 2588 feet, ten inches and a quarter fubtend an Angle of one minute and < eight feconds” – (fr:1675) [Come il raggio essendo 2588 piedi, dieci pollici e un quarto sottendono un angolo di un minuto e otto secondi] e “it follows, from the known Laws of Refraction,that as Sine of 32 0 to S. of 51°” 59- 26”, fo Sine of any other Incidence to the Sine of its refraCted Angle” – (fr:1676) [segue, dalle note leggi della rifrazione, che come il seno di 32° sta al seno di 51° 59’ 26”, così il seno di qualsiasi altra incidenza sta al seno del suo angolo rifratto]. Il rapporto logaritmico è –0,0001145 (fr:1676), da cui si può calcolare la rifrazione a qualsiasi altro angolo.

Dagli esperimenti risulta chiaramente che “the RefraCtion of the Air was, as far as the Eye could diftinguifh it, exaCtly proportion’d to its Denfity” – (fr:1678) [la rifrazione dell’aria era, per quanto l’occhio potesse distinguere, esattamente proporzionale alla sua densità]. La rifrazione dall’aria comune al vuoto è uguale a quella da una densità doppia all’aria comune, e la rifrazione da una densità tripla all’aria comune è esattamente doppia rispetto a quella dall’aria comune al vuoto (fr:1679). Pertanto, “the Denfity of the Air, in refpedtof the incumbent Atmofphere, being always as the height of the Mercury in the Barometer, the Refradtion alfo will be extern paribuc in the direct proportion of the heights of the Mercury.” – (fr:1680) [la densità dell’aria, rispetto all’atmosfera sovrastante, essendo sempre come l’altezza del mercurio nel barometro, anche la rifrazione sarà, a parità di altre condizioni, in proporzione diretta delle altezze del mercurio].

La densità dell’aria inferiore è però variata da caldo e freddo, come mostrato da una tabella a pagina 175: “the lame Air which when the ’Thermometer marked 130 degrees, (being the great eft Summer Heat) occupied 144 (paces, by extremity of Cold, or at 50 degrees below the freezing point,was reduced to 1 2 6 of the fame (paces; but at the freezing point to 131” – (fr:1681) [la stessa aria che quando il termometro segnava 130 gradi (essendo il massimo calore estivo) occupava 144 spazi, per estremo freddo, o a 50 gradi sotto il punto di congelamento, era ridotta a 126 spazi; ma al punto di congelamento a 131]. Da ciò si ricava una regola per stimare la rifrazione in qualsiasi momento, note le altezze del barometro e del termometro: “for with the fame Heat, the Refradtion is as the height of the Barometer diredtly, and under the fame Prelfure, it is as the fpaces the fame Air occupies reciprocally.” – (fr:1682) [infatti a parità di calore, la rifrazione è direttamente proporzionale all’altezza del barometro, e sotto la stessa pressione, è inversamente proporzionale agli spazi che la stessa aria occupa].

L’esperimento fu condotto con barometro a 29,77 pollici e termometro a 60°, che nella tabella dà uno spazio di 137 (fr:1683). Come esempio, si calcola la rifrazione quando il barometro è a 29 pollici e il termometro al punto di congelamento (spazio 131): “the Denfity of the Air at fuch time will be to the Denfity at the time of our Obfervation, as 137 times 29 to 131 times 29, jU … that is as 15892 to 15589” – (fr:1684) [la densità dell’aria in quel momento starà alla densità al momento della nostra osservazione come 137×29 sta a 131×29, cioè come 15892 sta a 15589]. La rifrazione sarà quindi in quel medesimo rapporto rispetto a quella del 15 giugno Il testo conclude annunciando che l’applicazione di questa regola ai fini astronomici e la correzione degli errori causati dalla rifrazione dell’aria saranno esposte in altra sede (fr:1685).

[29]

[29.1-21-1693|1713]

29 Esperimenti sulla resistenza dei liquidi e la sospensione di particelle più pesanti

Il testo descrive una serie di esperimenti volti a verificare se l’elevata superficie di particelle di materia, specificamente più pesanti di un fluido, possa spiegare la loro sospensione in esso. L’autore parte dall’osservazione che la resistenza offerta dal liquido dipende dalla superficie, e ipotizza che particelle con grande superficie possano galleggiare nonostante la gravità maggiore: “And the Refiftance from the Liquid, being greater or lefs, according to the Superficies, it comes to pafs that Particles of Matter, fpecifically heavier than a Fluid propos’d, may by that great excefs of refiftance above their gravity, come, to be fit f]>ended and float therein” (fr:1693) [E la resistenza del liquido, essendo maggiore o minore a seconda della superficie, fa sì che particelle di materia specificamente più pesanti di un fluido dato possano, per quel grande eccesso di resistenza rispetto alla loro gravità, giungere a essere sospese e galleggiarvi dentro].

Per verificare questa ipotesi, l’autore confronta il peso in acqua di una lastra di ottone quadrata di un pollice (482 grani) con quello di 255 quadratini di lamina di ottone dello stesso peso totale: “Accordingly I took a piece of Sheet-Brajs of an exa£t inch fquare y and in weight juft 482 grains. I then cut as many Square inches of Brafs Tinfel y as were equal in weight to the former, viz. 482 grains ; and thefe pieces were 255 in number.” (fr:1695-1697) [Di conseguenza presi un pezzo di ottone in lamina esattamente di un pollice quadrato e del peso di 482 grani. Poi tagliai tanti pollici quadrati di lamina d’ottante quanti bastassero a eguagliare il peso del primo, cioè 482 grani; e questi pezzi erano 255 in numero]. La superficie totale dei pezzi piccoli è 255 volte quella del singolo pezzo, ma il risultato della pesata in acqua è sorprendente: “But to my great furprize (being indeed prepoffefs’d in favour of the common Opinion) 1 found but two grains difference y the fingle piece weighing in the Water about 422 grains, and the other’ feparate ones hardly two grains lefs.” (fr:1699) [Ma con mia grande sorpresa (essendo effettivamente prevenuto a favore dell’opinione comune) trovai solo due grani di differenza: il singolo pezzo pesava in acqua circa 42,2 grani, e gli altri separati appena due grani in meno]. L’autore attribuisce questa minima differenza a bolle d’aria aderenti: “which decreement of Weight may, without fcruple, be attributed to fome fmall Bubbles of Air, which adhered to them un perceiv’d.”* (fr:1705) [questa diminuzione di peso può senza esitazione essere attribuita ad alcune piccole bolle d’aria che aderivano impercettibilmente].

Da ciò conclude che la disproporzione tra superficie e massa non è sufficiente a spiegare il fenomeno: “And from hence I am ftrongly induc’d to conclude, that fome other Caufe mu ft be found out to folve this Phenomenon by, fince the difproportion between Superficies, and Bulk or Weight of M atter is not fufficient to do it.” (fr:1706) [E da ciò sono fortemente indotto a concludere che si debba trovare qualche altra causa per spiegare questo fenomeno, poiché la sproporzione tra superficie e volume o peso della materia non è sufficiente].

L’autore prosegue con un esperimento analogo usando vetro di selce finemente polverizzato: “Farther; to have the parts of the Glafs as minute as well might be, after it was reduc’d to Powder, I pafs’d it thro’ a Lawn Sieve. And that there might be no Errour arifing from the want of a jujl Quantity of Matter, to make the Trial with; I weigh’d an Ounce of this fine Powder againft the like quantity of Jblid Glafs.” (fr:1711-1712) [Inoltre; per rendere le particelle di vetro il più minute possibile, dopo averlo ridotto in polvere lo passai attraverso un setaccio di tela. E perché non vi fosse errore dovuto a una quantità insufficiente di materia per la prova, pesai un’oncia di questa polvere fine contro la stessa quantità di vetro solido]. Anche in questo caso la differenza di peso in acqua è trascurabile: “the weight of this fo finely-powder’d Glafs, in Water, differ’d by fuch a Trifle, from the Counterbalance of the folid Piece in the fame Element, that it was by no means worth taking notice of” (fr:1713) [il peso di questo vetro così finemente polverizzato, in acqua, differiva di così poco dal contrappeso del pezzo solido nello stesso elemento che non valeva affatto la pena di notarlo]. Il testo rappresenta una testimonianza storica della messa in discussione di una spiegazione comune basata sulla superficie, anticipando la necessità di modelli più complessi (ad esempio la tensione superficiale) per giustificare il galleggiamento di particelle pesanti.

[30]

[30.1-15-1726|1740]

30 Appendix sulle osservazioni relative agli esperimenti di elettricità e luce per attrito

Un’appendice contenente osservazioni generali sugli esperimenti precedenti, con particolare attenzione ai fenomeni di elettricità e luce prodotti per attrito, considerati nuovi e sorprendenti.

Il testo costituisce un’appendice (<mark>"A N APPENDIX, Containing fome General Remarks on 'foregoing Experiments"</mark> - (fr:1727) [Un’Appendice, contenente alcune Osservazioni Generali sugli Esperimenti precedenti]) in cui l’autore aggiunge riflessioni sugli esperimenti già descritti. Pur riconoscendo che nessun esperimento è privo di utilità per il lettore filosofico intelligente, l’autore sottolinea che alcuni sono nuovi e molto sorprendenti, in particolare quelli riguardanti l’elettricità e la luce prodotte per attrito (<mark>"The Experiments I principally referr to, are thofe of Electricity and Light produc’d by Attrition"</mark> - (fr:1729) [Gli esperimenti a cui mi riferisco principalmente sono quelli di Elettricità e Luce prodotte per Attrito]), descritti in un ampio resoconto da pagina 17 a 69 e relativi a vari tipi di corpi e in vari mezzi (<mark>"thefe relating to various fins of Bodies, and in various Mediums too"</mark> - (fr:1730) [questi relativi a vari tipi di Corpi, e anche in vari Mezzi]).

L’autore si concentra sui fenomeni dell’elettricità (<mark>"I begin with the Phenomena of Electricity"</mark> - (fr:1731) [Inizio con i Fenomeni dell’Elettricità]), definendoli talmente strani nelle loro circostanze da essere tra i più sorprendenti in natura (<mark>"There are fome of thefe fo ftrange in their Circumftances, that I confefs I am apt to think there are not many in nature, more furprizing then they are"</mark> - (fr:1732) [Ce ne sono alcuni così strani nelle loro Circostanze, che confesso di pensare che non ce ne siano molti in natura più sorprendenti di loro]). Pur ammettendo che la scoperta è ancora giovane e non sufficientemente discussa, l’autore ritiene che si possano avanzare alcune osservazioni certe o probabili nell’attesa, e che un esame più accurato delle circostanze porterà a conclusioni più positive (<mark>"yet fome things which are either plain and certain, or probable and likely, may be … advanc’d in the mean time"</mark> - (fr:1733) [tuttavia alcune cose che sono o ovvie e certe, o probabili e verosimili, possono essere nel frattempo proposte]).

Vengono poi enunciate quattro proposizioni relative all’attrito dei tubi (<mark>"The Four following Proportions relate to the Attrition of Tubes"</mark> - (fr:1734) [Le quattro seguenti Proposizioni riguardano l’Attrito dei Tubi]). La prima proposizione (fr:1735-1737) afferma che all’interno del corpo del vetro sono contenute e alloggiate parti di materia di notevole forza e attività, le quali, con i loro moti e percussioni, sono le cause di tutti gli effetti osservati. L’emissione di materia conseguente all’attrito è considerata troppo evidente per essere messa in dubbio, in quanto percepibile con quasi tutti i sensi: alla vista (movimenti della foglia d’ottone e luce prodotta quando il tubo viene strofinato al buio), al tatto (colpi sensibili sul viso quando il tubo viene avvicinato), e all’udito (<mark>"To the Eye; … To the Feeling … To the EV; by the Nofe"</mark> - (fr:1737) [All’occhio; … Al tatto … All’udito; dal naso]) – il testo menziona anche schiocchi e crepitii che accompagnavano l’eruzione, udibili fino a sette o otto piedi di distanza (<mark>"and Crackings, the Eruption was accompanied with, which might be heard at the diftance of Seven or Eight Foot"</mark> - (fr:1738) [e schiocchi, da cui era accompagnata l’eruzione, che si potevano udire alla distanza di Sette o Otto Piedi]). L’autore conclude che questa materia emessa è emessa anche dal tubo, e lo strofinamento è l’occasione per la sua manifestazione (<mark>"That this Matter emitted 7 is alfo emitted from or by the Tube; I take to be as plain as the former"</mark> - (fr:1739) [Che questa Materia emessa sia emessa anche dal o per mezzo del Tubo; ritengo che sia evidente quanto la precedente]), chiedendosi retoricamente come altrimenti lo strofinamento potrebbe essere occasione per tale dispiegamento (<mark>"For how elfe fhould the rubbing of the Tube, ever be an occafion of this Matter’s difplaying and exerting it felf?"</mark> - (fr:1740) [In quale altro modo, infatti, lo strofinamento del Tubo dovrebbe mai essere un’occasione per questa Materia di manifestarsi ed esercitarsi?]).

Il testo ha valore storico come testimonianza delle prime osservazioni sperimentali sull’elettricità statica, in un’epoca in cui il fenomeno era ancora poco compreso e veniva descritto attraverso i sensi e congetture meccaniche. La menzione di distanze uditive (sette-otto piedi) e l’uso di foglia d’ottone come rivelatore rivelano la natura artigianale e qualitativa degli esperimenti settecenteschi.

[31]

[31.1-35-1753|1787]

31 Il Ruolo dell’Aria nelle Operazioni dell’Elettricità: Analisi di un Trattato Scientifico del XVIII Secolo

Le osservazioni sperimentali dimostrano che l’aria, sia interna che esterna, è indispensabile per l’azione delle effluvia elettriche, e la sua assenza ne annulla completamente gli effetti.

Il testo presenta una serie di proposizioni e prove sperimentali volte a stabilire l’influenza dell’aria sulle operazioni delle effluvia elettriche, generate dall’attrito di un tubo di vetro. L’argomento principale è che l’aria contigua alla superficie interna di un tubo cavo ha un’influenza decisiva. Tale affermazione è sostenuta da esperimenti: quando il tubo viene evacuato, le foglioline di ottone “’sarebbero state appena mosse” – (fr:1756) [sarebbero state appena mosse], nonostante un’attrizione più forte e a distanza minore rispetto al tubo pieno d’aria. Inoltre, “quando l’aria fu fatta rientrare nel tubo, la potenza attrattiva (che prima era quasi perduta) fu stranamente e improvvisamente recuperata” – (fr:1757).

Un’obiezione possibile – che l’attrazione sia altrettanto potente con un tubo solido, dove non c’è aria interna – viene respinta con un’argomentazione logica: “dimostrare che un effetto può essere lo stesso in due circostanze molto diverse non significa dimostrare che non abbia alcuna relazione con una particolare causa in una di quelle circostanze” – (fr:1761). La proposizione non afferma che l’aria sia sempre necessaria, ma che in quel caso specifico abbia avuto un’influenza vantaggiosa.

Il parallelo con la fisiologia animale è evocativo: “come privando un animale del beneficio di questo elemento, tutti i poteri vengono meno… così qui, se il tubo è evacuato d’aria, le effluvia perdono tutta quella vivacità” – (fr:1765). Viene poi fornita una prova ancora più stringente: “le effluvia non saranno eccitate da alcuna frizione per produrre effetti, se l’attrito del tubo viene fatto in vacuo” – (fr:1766), sia per un tubo cavo chiuso che per un tubo solido, all’interno di un recipiente evacuato. La conclusione è netta: “rimossa l’aria contigua, la forza elettrica sembrò del tutto svanita” – (fr:1767).

Il meccanismo proposto per l’azione dell’aria interna è duplice: o essa aiuta a spingere la materia elettrica verso l’esterno tramite la forza della sua molla, oppure impedisce alla materia di ritirarsi verso l’interno fungendo da impedimento. La rarefazione dovuta al calore dell’attrito gioca un ruolo chiave: “l’equilibrio essendo perso all’esterno, la materia elettrica sarà necessariamente portata dove incontra minore opposizione” – (fr:1771). L’aria interna meno rarefatta ha una molla superiore alla pressione dell’aria esterna più rarefatta. Al contrario, quando il tubo è evacuato, la perdita di equilibrio interno impedisce alle effluvia di uscire contro la pressione esterna.

Anche l’aria esterna è necessaria, come spiegato nella Proposizione 5 e 6: sebbene il tubo sia pieno d’aria, se strofinato in vacuo la potenza attrattiva si perde. L’aria esterna serve a trasportare i corpicini verso il tubo: “il mezzo contiguo al tubo, reso specificamente più leggero dal calore e dalla rarefazione, costringe l’aria più densa e remota a premere verso il tubo, portando con sé i piccoli corpi” – (fr:1780). Le irregolarità nel moto di questi corpi sono spiegate dalle variazioni nell’emissione delle effluvia e dalle leggi idrostatiche. Il testo si conclude annunciando l’estensione di tali osservazioni all’elettricità di globi e cilindri di vetro.

[32]

[32.1-20-1795|1814]

32 Il fenomeno dell’emissione elettrica e della luce negli esperimenti con il globo di vetro

“If the Electrical Matter be emitted in Phyfcal Lines, every where diverging from the Center of that Circle in which the Attrition is made, (or in the Plane of whigli the Hoof of Threads Hands) towards the Circumference of the fame Circle; then by the Rarefaction of the Medium contiguous to the Glafs, and the neceffary Prefure of the more remote and denfe Medium, into the Plane of that , fame Circle, with Directions contrary to thole in which the Effluvia are emitted: by this means (I fay) the Threads may be regularly directed to the Center of that Circle, in whole Plane the Hoop to which they are fix’d is plac’d.” - (fr:1796) [Se la materia elettrica viene emessa in linee fisiche, divergenti ovunque dal centro di quel cerchio in cui viene fatta l’attrizione (o nel piano in cui si trova il cerchio di fili), verso la circonferenza dello stesso cerchio; allora, per la rarefazione del mezzo contiguo al vetro e la necessaria pressione del mezzo più remoto e denso, nel piano di quello stesso cerchio, con direzioni contrarie a quelle in cui vengono emessi gli effluvi: con questo mezzo (dico) i fili possono essere regolarmente diretti verso il centro di quel cerchio, nel cui piano è posto il cerchio a cui sono fissati.]

Il testo descrive un modello teorico per spiegare il comportamento dei fili in un esperimento di elettricità. Si ipotizza che la materia elettrica venga emessa in linee divergenti dal centro di un cerchio (il piano di attrizione) verso la circonferenza. Questa emissione causa una rarefazione del mezzo adiacente al vetro, la quale a sua volta induce un flusso del mezzo più denso circostante con direzione opposta, convergente verso il centro. “For the Flux of the denfe Medium will be in Directions contrary to thofe according to which the Rarefaction is made.” - (fr:1797) [Il flusso del mezzo denso avverrà in direzioni contrarie a quelle secondo cui viene fatta la rarefazione.] Di conseguenza i fili, disposti su un cerchio nello stesso piano, vengono spinti verso il centro da tale flusso, assumendo una direzione regolare centrale.

Un caso particolare si verifica quando il piano di attrizione non coincide con quello in cui sono fissati i fili. “For the fame reafon ; If the Plane of Attrition be different from that Plane wherein the Threads are [ 193 ] are fix’d; the Threads ought to form themfefves into st fort of conical Surface; or rather the Surface of a Trunk of a Cone, whofe Vertex would be fome point in the Axis of the Globe or Cylinder; were the difcharge of EleCtrical Matter every way equable and uniform.” - (fr:1806) [Per la stessa ragione; se il piano di attrizione è diverso da quel piano in cui sono fissati i fili, i fili dovrebbero formarsi in una sorta di superficie conica; o piuttosto la superficie di un tronco di cono, il cui vertice sarebbe qualche punto nell’asse del globo o del cilindro, se la scarica della materia elettrica fosse uniforme in ogni direzione.] L’esperimento conferma questo comportamento: “And w.e find it matter of Fact, that the Threads did actually form tbemfelves into this fort of Figure.”* - (fr:1807) [E troviamo che è un fatto che i fili si siano effettivamente formati in questo genere di figura.] Con due cerchi di fili posti ai due lati del piano di attrizione si ottengono due superfici coniche, una più acuta (quella più lontana) e una più ottusa. Se invece piano di attrizione e piano dei fili coincidono, la superficie conica degenera in un’area circolare, poiché tutti i fili giacciono sullo stesso piano.

La seconda parte del brano riguarda la luce prodotta negli stessi esperimenti. “I would now fubjoyn fome few things concerning the Lights produc’d in thefe Experiments.” - (fr:1811) [Vorrei ora aggiungere alcune cose riguardanti le luci prodotte in questi esperimenti.] Viene enunciata una proprietà fondamentale: sebbene la qualità elettrica richiedesse la presenza sia dell’aria interna che di quella esterna per manifestarsi, la luce necessita della presenza di una sola di esse. “For either a Glafs Globe full of Air, rubb’d in Vacuo^ •or with its Air exhaufed, and rubb’d in Pleno, would either way produce a very confderable Light.” - (fr:1814) [Infatti sia un globo di vetro pieno d’aria, strofinato nel vuoto, o con la sua aria evacuata e strofinato in pieno, produrrebbe in entrambi i casi una luce molto considerevole.] Questo distingue il fenomeno luminoso da quello elettrico puro, mostrando una dipendenza diversa dal mezzo circostante.

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