dell'elettricità di semplice Conduttore, o piuttosto quella di
boccia di Leyden? Il fulmine si comporta come scintilla scagliata
semplicemente da un Conduttore elettrizzato, o come scintilla scaricata
da una lastra isolante armata? Gli effetti poderosi delle scariche, il
senso particolare della commozione, che produce, non vi ha dubbio, il
fulmine, è in grado molto superiore a quello di qualunque gran quadro,
e batteria, le scintille stesse che dà il filo del para-fulmine, le
quali appunto come la scintilla cavata dalla faccia d'un gran quadro
non hanno bisogno che d'esser lunghe poche linee per farsi sentire
rabbiose alla pelle, e scuotere ben anche tutta la persona, facean
propendere a questa seconda opinione. Ma il non concepirsi come siegua
scarica vera di lastra isolante armata, per mezzo di arco conduttore,
da una all'altra faccia opposta, nel valicare che fa semplicemente il
fuoco della saetta il tratto d'aria dalla nuvola alla terra; e la forma
guizzante della scintilla, quale i semplici Conduttori, e non le boccie
o quadri armati ci sogliono far vedere, portavano a non riconoscere
nel fulmine, il quale appunto affetta un cotal guizzo, altro che una
scintilla scagliata da un gran Conduttore fortemente elettrico. Or
finalmente in questa opinione dovran riunirsi tutti i voti, e sciolto
rimarrà il problema, or, dico, che e commozione, e qualunque altro più
valido effetto nella prepotente forza de' Conduttori d'immane capacità
riscontrato abbiamo.
Son giunto al termine dell'argomento che mi son proposto in questa
lettera, che è la capacità de' Conduttori semplici; e però quì finisco.
Passerò, se vi piace, in un'altra alla capacità de' Conduttori
_conjugati_ (come a me piace di chiamarli) e progredirò pur anche
all'elettricità che s'imprime sulle faccie delle lastre isolanti
trattando della durezza loro a lasciarsela affiggere, e tenacità a
conservarla una volta che sia affitta. Il campo è bello, e vasto:
abbraccia tutta la teoria delle cariche, e delle scariche con quella
dell'elettricità già detta _Vindice_, che meglio io amo di dir
_permanente_, quindi tutti i fenomeni dell'Elettroforo ec. Procurerò
d'esser men prolisso che in questa, e con una materia tanto più vasta,
la lettera riuscirà meno lunga.
Como 20 Agosto 1778.
DEL CONDENSATORE
_ossia del modo di render sensibilissima la più debole Elettricità sia
naturale sia artificiale_
_MEMORIA_
_Letta nella Società Reale di Londra_
_DIVISA IN DUE PARTI_
DEL CONDENSATORE[48]
_PARTE I._
1. Un apparecchio, che portando a uno straordinario ingrandimento
i segni elettrici fa sì, che osservabile divenga, e cospicua quella
virtù, che altrimenti per l'estrema sua debolezza sfuggirebbe i nostri
sensi, ognun comprende di quale, e quanto vantaggio sia per riuscire
nelle ricerche sull'elettricità, e massime intorno alla naturale
atmosferica, la quale, come sappiamo, non in ogni tempo, anzi assai
di rado, allora solamente cioè che il Cielo è ingombro di nuvoloni
scuri, e tempestosi, avviene che ci si renda sensibile ne' conduttori
ordinari non molto elevati, e appena è che in altri tempi ne mostri
qualche indizio in quelli elevatissimi, o ne' _cervi volanti_ portati
all'altezza di più centinaja di braccia. Or un tale apparecchio, mercè
di cui un conduttore atmosferico, anche di non grande elevazione, vi
dia segni ad ogni ora e in ogni costituzione di tempo, molto chiari
e distinti di quel qualsisia picciolo elettrizzamento che in lui
induce l'atmosfera, ecco io ve lo presento nel mio elettroforo: in
quella semplice macchina, che è ormai nelle mani di tutti, e che se
altro pregio pur non avesse, verrebbe abbastanza raccomandata agli
elettricisti per questo che lor offre facile mezzo di spiare la più
languida, e impercettibile elettricità sì naturale che artificiale,
con tirarla sopra di se, ed accumularla al punto di promoverne, e
invigorirne per singolar maniera i segni.
II. In vero ogni volta che questi mancano nell'ordinario modo di
sperimentare, che nè scintilla scorgesi nè cenno benchè minimo di
attraimento, il dire che pur vi sia elettricità, fora un'asserzione
gratuita, anzi un giudicare contro ogni apparenza. Malgrado questo
non possiamo neppur dire accertatamente che punto non ve ne abbia:
e il concluderlo da ciò solo che niun segno per anco ci si mostra,
è un precipitare il giudizio; imperocchè chi ci assicura che qualche
elettricità ivi non si trovi realmente, ma così debole da non potere
attrarre tampoco un leggier filo? Or questo è che c'importa in molti
casi di sapere, specialmente quando si tratta di elettricità naturale.
Un conduttore atmosferico poco elevato non dà ordinariamente segni
come già si è detto, che quando gli sovrasta oscuro nembo: a cielo
coperto d'alte nubi sparse, o distese equabilmente, quando l'aria è
ingombrata da nebbie, in tempo di pioggia placida, ed anche dirotta,
tranne qualche rovescio improvviso, raro è che scorger vi si possa
alcun indizio di elettricità, e nulla mai a ciel sereno, sia placido,
sia ventoso. Stando pertanto alle apparenze, e al giudizio di un
elettroscopio comune, anche de' più sensibili, direbbesi che il
conduttore non è elettrizzato punto, e che per conseguenza non domina
elettricità di sorta ne' campi dell'aria poco alti ove quel conduttore
porta la testa. Eppure non è così: un altro elettroscopio di gran lunga
migliore, qual veramente può dirsi il nostro apparecchio, giacchè ne
adempie con tanto vantaggio le funzioni, ci fa vedere che da qualche
elettricità è pur sempre investito quel conduttore, avvegnachè ne si
mostri di per se affatto inerte: ci fa, dico, vedere e toccar con
mano ch'esso non ne è mai privo affatto; onde convien giudicare in
egual modo che non ne è mai priva l'aria che lo circonda. Ed ecco come
restiamo convinti che anche alla più bassa regione dell'atmosfera, e
fino a pochi piedi da terra s'estende l'azione costante, e perenne
dell'elettricità naturale. Cotal elettricità sebbene insensibile
rimanga finchè da quel tratto d'atmosfera si comunica soltanto al
detto conduttore, ove poi per mezzo di lui si comunichi insiememente
all'elettroforo nostro, si raccorrà entro a questo più facilmente, e in
maggior copia[49]; sì e per tal modo, che sorger quindi potranno i noti
segni di attrazione, e di repulsione sensibili abbastanza per dinotarci
senza equivoco non che l'esistenza, la specie ancora dell'elettricità,
cioè se _positiva_, o _negativa_. Che più? non mancherà talora di
comparire perfino qualche scintilluzza. Ogniqualvolta poi il conduttore
desse già di per se qualche segno, movendo alcun poco un leggier
filo, aspettatevi pure, col soccorso del nostro apparecchio, scintille
pungenti e ogn'altro segno vigorosissimo.
III. Ma veniamo senza più al modo di far servire all'intento cotal
apparecchio, a cui in questo caso meglio che il nome che altronde porta
di elettroforo, l'altro già indicato di _elettroscopio_, anzi pure
quello di _micro-elettroscopio_ potrebbe convenire. Ma io amo meglio
di chiamarlo _condensatore_ dell'elettricità, per usare un termine
semplice, e piano, e che esprime a un tempo la ragione, e il modo de'
fenomeni di cui si tratta come vedrassi nella 2.ª parte del presente
scritto. Tutto dunque si riduce a queste poche operazioni.
(A) Convien prendere un piatto d'elettroforo, che abbia l'incrostatura
di resina assai sottile, e a cui, o non sia stata dianzi impressa
alcuna elettricità, o se mai vi è stata, vi sia spenta affatto.
(B) A questa faccia resinosa immune da ogni elettricità si soprapponga
convenientemente il suo scudo (così io chiamo la lamina superiore
dell'elettroforo): cioè le si applichi cotal lamina o scudo in piano,
collocandolo nel bel mezzo in modo, che non tocchi in alcun punto
l'orlo metallico del piatto, ma rimanga isolato.
(C) Così congiunti essendo, si adattino sotto al filo conduttore
dell'elettricità atmosferica in guisa, che lo scudo venga toccato dove
che sia dal detto filo, esso solo lo scudo, e in niun modo il piatto.
(D) In questa situazione si lascino le cose per un certo tempo, finchè
lo scudo possa aver raccolta competente dose di quell'elettricità, che
dal filo conduttore gli viene molto lentamente instillata.
(E) Da ultimo sottraggasi al contatto e influsso del filo conduttore lo
scudo tuttavia unito al suo piatto e combaciante la faccia resinosa;
indi si disgiunga anche da questa, levandolo in alto al consueto modo
per il suo manico isolante: e allora sarà che se ne otterranno gli
aspettati segni cospicui di attrazione, di ripulsione, e di qualche
scintilla eziandio, di pennoncelli ec. nel tempo che il conduttore di
per se non giunge a mostrar nulla, o appena un'ombra di elettricità.
IV. Ho detto (§. prec. e D) che il filo conduttore debbe toccare lo
scudo per un certo tempo. Quanto però, non è facile il determinarlo,
dipendendo ciò dalle circostanze. Talora vi abbisogneranno 8, 10, e
più minuti, quando cioè il conduttore da per se solo non fa vedere il
minimo segno d'elettricità; altre volte più poco. Che se un debole
indizio pur vi comparisse, tantochè un leggier filo facesse cenno
d'esserne attratto, basteria in tal caso lasciar in contatto di esso
conduttore il nostro scudo sol pochi secondi, per abilitar questo a dar
segni molto vivaci.
V. Una cosa si vuol osservare rispetto al filo conduttore medesimo, ed
è ch'egli sia ben continuo, e se è possibile d'un pezzo solo dall'alto
al basso fin dove viene a comunicare collo scudo: cioè si deve evitare
assolutamente ogni interruzione, e il più che si può ancora le semplici
giunture ad anello od uncino; per la ragione che ciascuna di tali
giunture portando un qualche impedimento al passaggio dell'elettricità,
avvenir può che quella che contrae il conduttore in alto s'arresti,
ne giunga al luogo desiderato, cioè fino allo scudo. Così succederà
diffatti ogni qual volta l'elettricità è debolissima, se in luogo d'un
filo metallico continuo, una catena di più anelli da quello pendente
venga a toccare cotesto scudo. Non si creda per questo che una sola
giuntura o due possano egualmente ed ognora impedire la riuscita;
ma ne verrà sempre del pregiudizio: e qualora l'elettricità fosse
estremamente debole, potrebbe sì per l'indicato difetto mancare del
tutto l'esperimento.
VI. Riguardo all'elettroforo da adoperarsi altre osservazioni
rimangono, di cui ora mi convien parlare. E la prima accennata sopra
(§. III. lett. A) si è che lo strato resinoso importa molto che sia
sottile, avendo io sempre provato che quanto più lo è tanto maggior
dose di elettricità permette, anzi fa che si raccolga nello scudo
cui porta indosso, di quell'elettricità, dico, che gli s'infonde
o dall'atmosfera per mezzo del filo conduttore, o da qualsivoglia
altra potenza elettrica. Se fosse pertanto stesa la resina alla
spessezza d'un quarto di linea, o non maggiore di una mano di vernice,
riuscirebber le prove ottimamente; siccome all'incontro essendo grossa
un pollice o più, riuscirebber malissimo.
VII. In secondo luogo la superficie di essa resina debb'essere quanto
è possibile piana, e liscia, e piana e liscia similmente l'inferior
faccia dello scudo, sicchè vengano a combaciarsi bene (ivi lett.
B). È noto quanto un miglior combaciamento favorisca gli effetti
dell'elettroforo; ond'ebbi ben ragione di raccomandar questa come
una delle principali condizioni nella descrizione che pubblicai a
suo tempo di tal mia macchina. Ma è ancor più grande il vantaggio che
risulta da un ampio, e perfetto combaciamento allorchè l'istesso nostro
apparecchio fa funzione di condensatore.
VIII. Da ultimo merita particolar attenzione quanto alla già citata
lett. A si è prescritto, cioè che alla faccia resinosa cui si applica
lo scudo, non dee trovarsi impressa alcuna elettricità. La ragione
per cui vuolsi che ne sia affatto priva ella è, che altrimenti
i segni dello scudo, allorchè s'alza, diverrebbero equivoci; non
essendo più la sola elettricità trasfusa in esso scudo dal conduttore
atmosferico quella che giuoca, ma insieme anche l'altra occasionata
dall'elettricità impressa, ed inerente alla faccia resinosa: quando
a noi importa di esplorare la sola prima, quella cioè sopravvenuta a
detto scudo.
Se dunque la faccia resinosa del piatto, di cui volete servirvi, è
rimasta sempre intatta, va bene. Ma se è stata già eccitata, e vi si
mantiene tuttavia qualche parte dell'impressa elettricità conviene fare
di tutto per ispegnerla; ciò che non è sì agevol cosa. Il passarvi
sopra un panno alquanto umido, applicandolo ben bene a tutta la
superficie, è un de' mezzi più efficaci ch'io mi abbia trovato; pur
non toglie talvolta che dopo qualche tempo lo scudo postovi sopra, e,
previo il solito toccamento, rialzato, non attragga sensibilmente un
filo. Lo stesso succede non di raro anche dopo aver tuffato tutto il
piatto nell'acqua, lasciatovelo un pezzo, e quindi fattolo rasciugare
all'aria. Lo squagliare la superficie della resina al fuoco o al
sole, è forse il più sicuro spediente per farne svanire tutta quanta
l'elettricità, sicchè non ne rimanga pur ombra o vestigio nella stessa
resina, rassodata che sia[50]. La maniera, più spedita è di far passare
sopra tutta la faccia della resina la fiamma di una candela, o d'un
foglio di carta acceso. A qualunque però di tali mezzi uno si appigli,
per accertarsi che l'elettricità sia spenta a segno che più non possa
aver parte alcuna l'azione propria dell'elettroforo negli effetti che
risultar debbono unicamente dall'elettricità infusa allo scudo dal
conduttore atmosferico, converrà far prima la prova di posare esso
scudo sulla faccia resinosa, toccarlo col dito, e rialzatolo quindi
al consueto modo, vedere che non muova neppure un sottilissimo pelo:
allora non producendo alcun effetto in qualità d'_elettroforo_, servirà
ottimamente all'altro uso, cui vien destinato, di _condensatore_
dell'elettricità.
IX. Se mi dimandasse ora a qual grado giunga nel descritto apparecchio
cotal condensazione dell'elettricità, cioè a quanto maggior forza
sorger possano i segni elettrici nello scudo quando s'alza, risponderei
che non è facile il determinarlo, dipendendo ciò da molte circostanze.
È però certo che, le altre cose pari, l'aumento è maggiore in ragione
che il corpo il qual fornisce l'elettricità allo scudo, si trova
avere più grande capacità. In secondo luogo a misura che la forza
elettrica impiegata è più debole, l'aumento che otteniamo è maggiore a
proporzione. Così vedemmo già, che se il conduttore atmosferico non ha
la forza di alzare d'un grado il pendolino dell'elettrometro, movendo
tutto al più un sottil pelo, potrà tuttavia abilitare lo scudo non che
a vibrar l'elettrometro a 60 e più gradi, ma a scagliare pur anche
vivace scintilla (§. 2 e seg.). Ma se l'elettricità nel conduttore
atmosferico sarà già discretamente forte a segno di dare qualche
scintilletta, di elevare l'elettrometro a 5 o 6 gradi lo scudo che
riceverà questa elettricità, darà egli è vero una scintilla assai più
forte, e l'elettrometro vibrerassi al più alto punto a cui mai salir
possa, che suol esser di 90 gradi nel quadrante elettrometro. Ad ogni
modo è visibile che la condensazione dell'elettricità è minore in
questo che nel primo caso; giacchè venne aumentata sì, ma non di 60
volte. La ragione è che al di là del massimo non si può andare, cioè di
quel grado a cui giunta l'elettricità si dissipa da se stessa aprendosi
il passaggio per tutto. Dunque a misura che la potenza elettrica, la
quale si applica allo scudo posato, è più vicina a tal sommo grado,
minor accrescimento può ricevere dall'apparecchio condensatore. Ma che
bisogno abbiamo noi allora di lui, e tutte le volte che l'elettricità
è già sensibile, e forte abbastanza? L'uso a cui vien destinato è di
tirare sopra di se, e raccolta in sufficiente dose, render sensibile
quella elettricità, che è languida affatto e impercettibile, finchè
rimane nel gran conduttore (§. I.).
X. Quando dunque il conduttore vi dà già da se solo segni abbastanza
distinti di elettricità, non accade ricorrere all'altro apparecchio.
Dirò di più che il farlo può produrre un grande inconveniente, ed
è, che per poco che l'elettricità di esso conduttore sia vigorosa, a
segno di dare qualche scintilla, avviene allora che facendogli toccare
lo scudo l'elettricità non si arresti in lui solo, ma che passi in
parte ad imprimersi alla faccia resinosa cui copre; onde in seguito
l'apparecchio prenda a fare le funzioni di vero elettroforo: ciò che
per le ragioni già dette (§. VIII) si dee con ogni studio evitare.
XI. Per prevenire un tal inconveniente ho pensato di surrogare al
piatto incrostato di resina, un piano che non fosse vero e perfetto
isolante, assolutamente impermeabile al fluido elettrico; ma tale
solamente che opponesse una discreta resistenza al suo passaggio; come
una lastra di marmo asciutta e politissima; un piattello di legno
similmente asciutto, ed arido, oppure incrostato di gesso, o meglio
ancora inverniciato; una tela incerata secca, e monda, od altro simile.
Alla superficie di tali corpi non avverrà d'ordinario che s'affigga
l'elettricità, potendo appiccata che sia scorrere, e trapassare per
entro ad essi; o se pur talvolta ve ne rimanesse un pocolino quasi
stagnante, sia questa passeggiera in brevi momenti svanita. Quindi è
che un tal apparecchio inetto alle funzioni d'_elettroforo_, non ce ne
darà i fenomeni; ma per questo appunto meglio servirà all'altro uso di
_condensatore_.
XII. Sostituendo così allo strato resinoso o a qualsivoglia altro
coibente perfetto un piano, o strato che sia mezzo tra coibente,
e deferente, cioè un corpo isolante molto imperfetto, e insieme
imperfettissimo conduttore, quali sono nelle divisate circostanze
gl'indicati corpi (§. prec.), non solamente si toglie o si fa minore il
pericolo di qualche elettricità che possa imprimersi, e restar aderente
alla superficie del piano, la quale renderebbe equivoche le sperienze
delicate; ma inoltre un notabile vantaggio da noi si ottiene, ed è, che
lo scudo posato su tai piani non affatto isolanti cava dal conduttore,
e si tira addosso maggior dose di elettricità, che se posato fosse
sopra uno strato resinoso, od altro perfetto coibente. E come detto
già abbiamo (§. VI.), che uno strato resinoso quanto è men grosso,
tanto più abilita la lamina che gli è sovrapposta ad arricchirsi di
elettricità; così tale strato ridotto ad una semplice vernice, o
intonaco di cera, l'una, e l'altra già men coibente della resina,
e infine ridotto a niente, sostituendovi soltanto una superficie
poco deferente, come quella del marmo, o del legno arido, offre alla
lamina metallica la più favorevole positura che mai aver possa, per
raccogliere nel suo seno abbondante elettricità.
XIII. Guardiamoci però nel voler ischivare la troppa coibenza di dare
nel poco, accostandoci ai deferenti perfetti, o quasi perfetti. Non
bisogna perder di vista, che la superficie del piatto dee opporre una
discreta resistenza al trapasso del fluido elettrico, per rattenere
una competente dose di elettricità nello scudo addossatole. (§. XI.) Nè
basta che ciò faccia per un qualche piccolissimo tempo; d'uopo essendo
non rare volte di tenervi confinata l'elettricità otto, dieci, e più
minuti, quanti cioè ne impiega il conduttore atmosferico a raccoglier
dall'aria ed infondere in esso scudo tal copia di elettricità, che
possa rendersi sensibile, e cospicua. (§. III. lett. D e IV.)
Dal che facilmente s'intende quanta attenzione porre convenga, e
nella scelta del corpo da surrogarsi allo strato di resina, e nella
convenevole preparazione del medesimo: la quale preparazione consiste
generalmente in certo grado di essiccamento, che lo riduca allo stato
di _semicoibente_ nè più, ne meno. Ad ogni modo fia meglio peccare
per eccesso di coibenza, che per difetto; meglio prendere un piatto
qualsivoglia incrostato di resina, che un disco di legno nudo non
aridissimo, una lastra d'osso, od una di marmo comune non previamente
riscaldate al sole o al fuoco: giacchè niun osso, e pochissimi tra i
marmi ho trovato che valgano a tener confinata l'elettricità nella
lamina metallica che lor si soprappone, a tenerla, dico, confinata
sì, che non trapassi, oltre ad un minuto o due, quando abilitati non
vengano da un convenevole riscaldamento. Disposti però che siano in tal
modo, e ove singolarmente incontrata abbiasi ottima qualità nel marmo,
riescono a maraviglia, e sorpassano ogni aspettazione; onde sosterrò
sempre con ragione, che sì fatti piani di legno, d'osso, di pietra,
nudi come sono, e ancora notabilmente deferenti, meritano tuttavia
d'essere preferiti a un ordinario piatto d'elettroforo fornito del suo
strato resinoso.
XIV. Venendo ora più davvicino alla maniera, onde praticamente si può
ridurre il nostro apparecchio alla maggior perfezione, per ritrarne il
più gran vantaggio; dopo aver ricordato come conviene soprattutto che
la lamina metallica o scudo s'adatti bene a combaciamento col piano
sottoposto (§. III. lett. B e VII), soggiugnerò che per ottener ciò
nel miglior modo è bene d'applicarsi ad una lastra di marmo, e questa
insieme alla lamina o scudo metallico spianare ben bene, lavorandole
una sopra l'altra, finchè sian ridotte a tale perfetto combaciamento,
che ne nasca sensibile coesione tra loro.
Il marmo poi così lavorato si esponga per molti giorni al calore
d'una stufa, con che espellendosi l'umido di cui anche tali pietre
sono spesso imbevute, verrà esso marmo condotto a quello stato
d'imperfettissimo conduttore, che è l'ottimo per le sperienze di questo
genere (§. XII. e XIII.); e si manterrà tale per un pezzo, sol che non
resti lungamente esposto al grand'umido: giacchè quanto a quell'umidore
che può contrarre accidentalmente, e in poco tempo, non essendo che
superficiale, non verrà il nostro marmo a deteriorarsi notabilmente; e
basterà prima di sperimentare esporlo per alcuni minuti al sole, o pur
anche asciugarlo con un pannolino caldo.
XV. E quì giova avvertir di nuovo, che non tutti i marmi sono
egualmente buoni. In generale i più vecchi, e che da molto tempo sono
stati guardati dal grand'umido riescono incomparabilmente meglio
che quelli tratti di fresco dalla cava, o stati esposti lungamente
all'ingiurie dell'aria; onde i secondi principalmente han bisogno di un
buon essiccamento nella stufa, ed i primi appena. Ma oltre di ciò avvi
ancora notabilissima differenza tra una specie, e l'altra di marmo:
io ne ho trovato di tali, che senza riscaldarli nè tampoco asciugarli,
riescono sempre a maraviglia, e di tali altri, che anche con una tale
preparazione non corrispondono troppo bene; a meno che non si continui
loro il caldo durante il tempo dell'esperienze. Sopra tutti finora ho
trovato eccellente il bel marmo bianco di Carrara. Ciò non pertanto
io non so abbastanza raccomandare di riscaldare e questo, e gli altri
marmi, almeno un poco innanzi adoperarli: con che vantaggian sempre
per eccellenti che siano, ed essendo cattivi vengono a migliorarsi
insignemente, e ad agguagliarsi ben anco ai più buoni. Anzi posso
dire per esperienza che la maggior parte dei marmi di lor natura poco
buoni, ove siano ben riscaldati previamente, e in seguito si mantengano
tiepidi tutto il tempo dell'esperienza, prevalgono, se non a tutti, a
molti dei migliori non punto riscaldati.