Appunti di lezione sul 1831... ???

Il 1831 è l'anno in cui Chopin compose lo Studio in Do minore, noto come "La caduta di Varsavia", e il Gran Valzer brillante in Mi bemolle op. 18, con cui ho aperto il post. 

Rossini, lasciate per sempre le scene dopo "Guglielmo Tell", si dedicava alla gastronomia e alla musica sacra, cominciando a scrivere i primi numeri dello "Stabat Mater".

Intanto, il giovane Darwin, neolaureato a Cambridge in teologia anglicana, litigava col padre (che copione originale...), il quale ostacolava la sua partenza per un lungo viaggio a bordo del Beagle - proprio quel viaggio che gli cambiò la vita e cambiò la storia delle Scienze della vita.

Sempre in quell'anno, Michael Faraday - figlio di un fabbro, rilegatore di libri, domestico e assistente di Davy, poi professore di chimica - si dedicava ad esperimenti con l'elettricità e i magneti.

Se una corrente elettrica genera un campo magnetico ... - come rilevarono Oersted, Ampere, Laplace, Biot, Savart e altri -  ... se una corrente elettrica genera un campo magnetico, perché un campo magnetico non potrebbe generare una corrente elettrica? 

Faraday ebbe il merito di dimostrare sperimentalmente questa possibilità e di enunciare la legge che interpreta il fenomeno. In parole semplici, un campo magnetico variabile induce in un conduttore una corrente elettrica. Tale corrente è chiamata corrente indotta.

Dal punto di vista matematico, la legge è espressa dalla formula seguente, nella quale il segno negativo rappresenta matematicamente la legge di Lenz. 

Il fisico russo Emilij Christianovic Lenz, che cominciò a occuparsi di elettromagnetismo proprio nel 1831, osservò che il verso della corrente indotta tende ad opporsi alla variazione del flusso che l'ha generata.

Facendo l'analisi dimensionale, si capisce forse meglio come questa formula rappresenti effettivamente un legame tra:

1. il flusso di un campo magnetico (misurato in Weber, Wb), un lavoro (in Joule, J) e una corrente elettrica (in Ampere, A);
2. il flusso, un potenziale elettrico (in Volt, V) e il tempo (in secondi, s).

Riporto un breve commento alla legge di Faraday - Neumann - Lenz dato da Richard Feynman, il quale rifletteva come il flusso del campo magnetico vari sia che si muova il magnete e il circuito sia fermo o, viceversa, sia che il magnete sia fermo e si muova il circuito:

Poiché il 1831 è anche l'anno della morte di Hegel, vorrei azzardare (e ripeto che di un mio azzardo si tratta!) una lettura alla luce della dialettica hegeliana della legge di Faraday - Neumann - Lenz:

• Tesi: la variazione del flusso di un campo magnetico genera in un conduttore una corrente indotta.
• Antitesi: il verso della corrente indotta è tale da opporsi alla variazione del flusso che l'ha generata.
• Sintesi: se il campo magnetico aumenta, la corrente indotta presenta verso opposto rispetto alla corrente che aveva generato il campo stazionario iniziale (per creare un flusso "differenziale" che prova ad annullare l'incremento generato dalla corrente che origina il fenomeno) mentre se esso diminuisce la corrente ha verso concorde (in accordo con il principio di azione e reazione).

Sembra già adombrato in qualche modo l'enunciato generalizzato qualche decennio dopo da Le Chatelier: un sistema all'equilibrio, perturbato da una causa esterna, reagisce alla perturbazione minimizzandone gli effetti.

Nel 1831, il 13 giugno, nacque anche James Clerk Maxwell: il fisico e matematico scozzese che ebbe il merito di riordinare le conoscenze sull'elettricità e sul magnetismo, scoprendo che tali fenomeni erano in realtà manifestazione di un'unica realtà, il campo elettromagnetico. 

Egli concluse il lavoro, intitolato "Trattato sull'elettricità e sul magnetismo" e pubblicato nel 1873, ipotizzando l'esistenza delle onde elettromagnetiche, dimostrata sperimentalmente da Hertz nel 1886 e sfruttata da Marconi nell'invenzione della Telegrafia senza fili. 

Maxwell non ebbe la soddisfazione di vedere le scoperte di Hertz e le applicazioni di Marconi: morì di cancro a 48 anni, nel 1879, anno in cui nacque Albert Einstein, altro fisico al quale ha preparato la strada.