5/03/17

La verità sulle unità di misura (2): l'Ohm

Prosegue, con questo secondo episodio, la ricostruzione della vera storia delle unità di misura. Dopo l'Ampere è ora la volta dell' Ohm, la storica unità di misura della resistenza elettrica.

L’Ohm

L’Ohm è l’unità di misura di resistenza elettrica ed è la resistenza che incontrano le cariche elettriche passando lungo una colonna di mercurio alla temperatura di 0° C, alta cm 106,3 e della sezione di 1 mmq.

George Simon Alfred Ohm (1789 - 1854)

La cosa che ho sempre trovato simpatica nell’Ohm è il fatto che, ferma restando la temperatura di 0° C, il campione si possa realizzare con un numero di varianti infinito; ad esempio, una sezione di ½ mmq e una lunghezza di 53,15 cm, oppure una sezione di 2 mmq e una lunghezza di 212,6 cm, etc., etc.

Insomma ciò che deve restare costante è il rapporto tra lunghezza e sezione.

Ma perché proprio quel rapporto ? Perché proprio 106,3 cm per un campione con una sezione così “civile” come quella di 1 mmq?

In realtà per un certo periodo (ahimè troppo breve) la misura in questione fu di 100 cm esatti, ma poi sopravvenne una maledetta complicazione e fu inevitabile sostituire a quel valore di 1 metro, bello, essenziale, solare, quell’altro valore, balbettante e anonimo, di 1 metro, 6 cm e 3 mm, un vero sconcio.

Riviviamo la storia di questa degenerata misura attraverso le parole di Wilhelm Hubert, un anziano ospite della casa di riposo per gli artisti di Norimberga, che riporta il racconto tante volte sentito dal nonno, Wolfgang Hubert che, a sua volta, l’aveva appreso dal proprio nonno, Hubert Hubert.

Quest’ultimo, giovane assistente presso l’università di Norimberga, ebbe il privilegio di lavorare con Georg Simon Ohm, rettore dello stessa università, durante il periodo in cui fu messa a punto l’unità di misura.

L’inverno era alle porte e la temperatura era costantemente a zero gradi centigradi, una vera pacchia per chi, come Ohm, intendeva definire e costruire campioni di resistenza elettrica.

È pur vero che spesso nevicava e ciò creava una serie di fastidi agli sperimentatori, ma, allo stesso tempo, ciò era la migliore garanzia della costanza della temperatura desiderata.

Così Ohm e Hubert passavano le giornate nel cortile dell’università dove avevano allestito un tavolo di sperimentazione con voltametro, pile, colonne di mercurio di svariate sezioni e lunghezze e tutti quei sussidi che la tecnologia del tempo metteva a disposizione per condurre esperimenti scientifici.

Il Prof. Ohm aveva deciso di legare il proprio nome ad una grandezza elettrica nuova. Doveva essere un’entità che coinvolgesse i due principali concetti noti all’epoca: tensione e corrente.

Le aveva provate proprio tutte, alla ricerca di qualcosa di proponibile.

Aveva dapprima provato a sommare tensione e corrente, poi a sottrarre l’una dall’altra, poi ne aveva fatto il prodotto, infine, ormai scettico sul possibile successo, aveva analizzato il loro rapporto e in esso aveva trovato una meravigliosa legge che la natura aveva sancito e che, degnamente, avrebbe ora portato il suo nome: legge di Ohm.

Semplicissimo: il rapporto tra la tensione applicata ad un conduttore e la corrente che scorreva in esso era costante; raddoppiava la tensione? Allora raddoppiava la corrente. Un concetto di una bellezza sconvolgente, facile da ricordare, pratico, pulito.

Meritava certo un'unità di misura di buona fattura, qualcosa di molto razionale, nello stile mitteleuropeo più puro, niente di confrontabile con lo scempio fatto da quel lionese, quell’Ampère, quando aveva stabilito la sua ridicola unità di corrente elettrica.

Così la pensava il Prof. Ohm e così la pensava anche il suo assistente Hubert (com'è dovere di qualsiasi buon assistente).

L’ideale sarebbe stato poter dire che una colonna di mercurio, a 0° C, della lunghezza di 1 metro e della sezione di 1 mmq, ai cui estremi era applicata la tensione di 1 Volt, veniva percorso dalla corrente di 1 Ampère.

Con il cuore pieno di speranza e d'apprensione, i due scienziati verificarono la loro ipotesi.

Prepararono meticolosamente la colonna di mercurio in un tubo di vetro della sezione e della lunghezza stabilite, applicarono la tensione di 1 Volt e, istantaneamente, videro l’ago dell’amperometro muoversi da zero verso il valore desiderato.

Sembrava che i due sospingessero l’ago dello strumento con il pensiero e con lo sguardo, cercando di portarlo su, più su, proprio ad 1 Ampère esatto.

La lancetta arrivò ad 1 Ampère ma non si fermò, salì ancora fino a segnare 1,063. Che delusione! Senza una parola rientrarono nell’ufficio di Ohm, al calore del caminetto, cercando nel benessere fisico una compensazione alla ferita appena ricevuta dal loro spirito.

Dopo una decina di minuti Hubert esclamò: “Eppure ci deve essere una spiegazione !”

Il Prof. Ohm lo guardò pensosamente poi, a sua volta, disse: “Si, Hubert, ci deve essere, e credo anche di sapere chi può darcela. Ho sempre sospettato che quel francese pasticcione avesse qualcosa da nascondere; ora ne sono sicuro!”

Hubert, che aveva afferrato al volo il pensiero del suo superiore, rispose di slancio: “Si, l’Ampère, ecco la causa di tutto; partirò subito per Marsiglia e gli farò confessare la verità !”

Così fece.

Ampère dapprima cercò di eludere le domande di Hubert ma infine, messo alle strette, ammise che c’era qualche “petit imprecision” nella sua unità di misura della corrente.

Ad esempio, il peso del cucchiaino d’argento di Juditta non era di 12 g ma di 11,5. Nessuno, al momento del fatto, lo aveva pesato, fidandosi della parola di messer Lapo che, come quasi tutti i commercianti, “arrotondava” la realtà a proprio beneficio.

Poi c’era l’episodio della pendola.

Quando, la sera stessa dell’esperimento di Tavarnuzze, Juditta si apprestò ad uscire per la messa vespertina, si accorse che la pendola di casa, di solito molto precisa, era in anticipo di 17 minuti e mezzo sull’orologio del campanile.

Si scoprì così che nel corso della mattina la fantesca, spolverando il quadrante della pendola, aveva accidentalmente spostato in avanti la lancetta più grande proprio di quei 17 minuti e mezzo, facendo anticipare di altrettanto i rintocchi di mezzogiorno.

Un po' per il timore dei rimbrotti della padrona, un po' per il trambusto creato dalla scomparsa del cucchiaino, la fantesca aveva taciuto la cosa falsando, involontariamente, le deduzioni ed i calcoli di Ampère.

In definitiva Hubert aveva trovato conferma dei sospetti del Prof. Ohm: il vero Ampère (inteso come unità di misura) era più grande di quanto il mondo scientifico ritenesse.

Eccone la prova: mentre l’Ampère “falso” depositava al catodo mg. 12/10.720 = 1,119 di argento, l’Ampère “vero” (tolto il ½ grammo che messer Lapo si era intascato e i 17 minuti e mezzo - pari a 1050 secondi - per l’errore della fantesca) consentiva di depositare al catodo mg. 11,5/9670 = 1,189.

La cosa più entusiasmante era che il rapporto tra i due valori, (1,189/1,119), era proprio 1,063 e ciò significava che quando la lancetta dell’amperometro di Norimberga si era fermata su 1,063 (falsi) Ampère, in realtà stava segnando una corrente di 1 (vero) Ampère.

Tre giorni dopo Hubert era di nuovo a Norimberga.

Il Prof. Ohm, udito il resoconto del viaggio, diede subito disposizioni per far celebrare una messa di ringraziamento nella cappella dell'università.

Nei giorni seguenti ripeterono molte volte l’esperimento, approfittando del tempo favorevole che offriva costantemente la temperatura di 0° C. Hubert rischiò perfino di ammalarsi di polmonite.

Non restava che comunicare al mondo la nascita dell’Ohm.

C’era però la sgradevole necessità di denunciare la faccenda dell'imprecisione dell’unità di corrente, l’Ampère. Certo non era bello svergognare un collega, sia pure francese; poi c’era il problema di correggere tutti i libri di testo, facendo sparire il valore, ormai famoso, di 1,119 mg e sostituendolo con 1,189 mg, certo più vicino alla verità ma in ogni caso non più elegante del suo predecessore.

Per gli studenti in corso non sarebbe stato un problema insormontabile, ma per tutti coloro che avevano ormai concluso gli studi si sarebbe dovuto provvedere ad un ciclo di aggiornamento obbligatorio per ristabilire la verità scientifica.

Che dire poi di tutti gli strumenti di misura che avrebbero dovuto essere tarati sulla nuova unità? Spese, fastidi e impopolarità avrebbero certo accompagnato tutta l’operazione.

Il Prof. Ohm era molto incerto sul da farsi, così decise di consultare un vecchio amico, il Prof. Karl Wenzel, che insegnava Economia nella stessa università e aveva sempre un buon consiglio per tutti.

Mio buon amico, il caso è chiaro” disse Wenzel, sentito il problema, “ Ci sono cose che sono vere e cose che diventano vere. Ad esempio, quando il bilancio di un'azienda viene pubblicato, tutti i dati, le entrate, le uscite, gli ammortamenti, diventano veri. Non c’è più niente da dire, niente da fare.”

Allora cosa debbo fare del mio campione?” chiese trepidante Ohm.

Wenzel soffiò il fumo della pipa verso il soffitto, formando un anello perfetto, poi mormorò: “Ormai l’Ampère è quello che è; quello sbagliato è diventato vero e quello giusto non può che essere falso. Non vi resta che allungare quella vostra colonna di mercurio quanto basta a far segnare allo strumento 1 Ampère.

E così fu fatto.

OHM

Mentre il fedele assistente Hubert, sotto la neve implacabile, aggiungeva mercurio alla colonnina campione per allungarla fino a 106,3 cm, il Prof. Ohm rifletteva sul fatto che, in fondo, non era la prima volta né certo l’ultima che, al mondo, si cambiava qualcosa affinché non cambiasse nulla.

QUI potete trovare racconti di vario tipo dello stesso autore, Mauritius, insieme a quelli di Vin-Census e QUI la serie di racconti dedicati alla verità sulle unità di misura

3 commenti

  1. Gianni Bolzonella

    In Italia sappiamo fin dai tempi degli Etruschi,che le cose si cambiano per non cambiare nulla.

  2. Arturo Lorenzo

    Trovo questi articoli davvero gustosi, oltre che interessanti. Sinceramente non conoscevo , o magari non ricordavo più, questi antefatti sulle unità di misura  :-D

  3. maurizio

    Eh sì... Arturo, credimi, e' stata necessaria  una lunga ricerca per riportare alla luce questi particolari assai poco noti.

    Comunque la conclusione, come dice l'amico Gianni, era abbastanza inevitabile e scontata.

     

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