Elettromagnetismo

Sebbene le proprietà dell'ambra e della magnetite fossero conosciute fino dall'antichità, la formulazione dell'elettromagnetismo come dottrina scientifica e relativamente recente. Uno dei primi trattati sistematici e il De magnete (1600) di William Gilbert (1544-1603).
La riduzione delle azioni elettriche a forze "a distanza" di tipo newtoniano ha avuto luogo nel XVIII secolo attraverso una lunga attività di pensiero che va da John Canton (1718-1772), Benjamin Franklin (1706-1790), Giovanni Battista Beccaria (1716-1781), a Franz Ulrich Theodor Aepinus (1724-1802), Henry Cavendish /1731-1810), Charles Augustin de Coulomb (1736-1806) ed Alessandro Volta (1745-1827). Furono introdotti i concetti di fluidi elettrici imponderabili, carica, capacità, potenziale. In analogia alla teoria della gravitazione furono sviluppate l'elettrostatica e la magnetostatica, specialmente dai fisici della scuola laplaciana, Simeon Denis Poisson (1781-1840) e Jean Baptiste Biot (1774-1862).
L'invenzione della pila da parte di Volta (1800) apri nuove prospettive. La scoperta di H. C. Oersted (1777-1851) nel 1820 fu il primo passo per l'unificazione delle teorie elettriche e magnetiche. All'opera di André Marie Ampére (1775-1836) seguirono quella di Leopoldo Nobili (1784-1835) e specialmente di Michael Faraday (1791-1867) che, con la scoperta dell'induzione elettromagnetica (1831), dette la risposta ai grandi interrogativi nati dopo l'esperienza di Oersted. Attraverso 1'opera di Wilhelm Weber (1804-1891), F. E. Neumann (1798-1895), William Thomson (1824-1907) e specialmente James Clark Maxwell (1831-1879) la teoria classica dell'ettromagnetismo fu portata alla sua formulazione finale. Nel Treatise of Electricity and Magnetism (1873) di Maxwell furono esposte le equazioni che regolano, nello spazio e nel tempo, il campo elettromagnetico, furono introdotte le correnti di spostamento, postulate le onde elettromagnetiche, unificate le discipline dell'elettromagnetismo e dell'ottica. Le onde elettromagnetiche furono rivelate sperimentalmente alcuni anni dopo (1887) da Heinrich Hertz (1857-1894) mentre il nascente campo della fisica delle particelle cariche e della radiazione elettromagnetica fu studiato, insieme alle connessioni tra meccanica ed elettromagnetismo da H. A. Lorentz (1853-1928), Max Abraham (1875-1922), Joseph Larmor (1857-1942), Wilhelm Wien (1864-1928), John Henry Poynting (1852-1914), J.J. Thomson (1856-1940), Konrad Roentgen (1845-1923) ed altri.
La disciplina dell'elettromagnetismo si e rivelata la più feconda di suggestioni e di risultati. Sul piano teorico la teoria della relatività ha confermato l'esattezza della struttura formale delle equazioni di Maxwell, mentre il problema del corpo nero ed il dualismo onda-corpuscolo sono stati all'origine della teoria dei quanti nella prima decade del '900. Più tardi la quantizzazione del campo elettromagnetico ha servito come modello per la più generale teoria dei campi. Sul piano applicativo la storia dello sviluppo tecnologico dell'800 e del '900 e strettamente legato alle invenzioni di natura elettromagnetica. In particolare le macchine magneto-elettriche, la dinamo, il campo magnetico rotante, il telefono, il telegrafo, la tecnologia nel campo dell'elettrotecnica e delle onde elettromagnetiche sono legati ai nomi di Werner von Siemens (1816-1889), Antonio Pacinotti, (1841-1912), Zenobe Gramme (1826-1901), Galileo Ferraris (1847-1897), David Edward Hughes (1831-1900), Nikola Tesla (1856-1943), John Hopkinson (1849-1898), Alexander Graham Bell (1847-1922), Augusto Righi (1850-1920), Guglielmo Marconi (1875-1939).
Nei Gabinetti di Fisica degli Istituti Scolastici Superiori si trovano sempre numerosi strumenti di elettromagnetismo. In primo luogo perché tale disciplina è stata argomento preminente di ricerca per tutto il secolo passato, in secondo luogo perché, come si è detto poco sopra, la ricaduta sulla vita sociale è stata enorme.
I Gabinetti di Fisica contengono sempre macchine elettrostatiche e bilance di Coulomb, pile di Volta e resistenze campioni, ma soprattutto modelli di motori elettrici e di dinamo, spesso simili a giocattoli, quasi sempre da utilizzare per scopi dimostrativi.
Significativa è anche la presenza dei tubi di scarica, i tubi di Geissler, di Crookes e più tardi di Röngten e di Thomson, che all'epoca rappresentavano gli strumenti più efficaci per studiare la struttura della materia, e , su un versante diverso, la presenza degli apparecchi di Tesla, di Hertz, di Marconi per l'indagine delle onde elettromagnetiche.
Da segnalare infine la vasta categoria degli strumenti per misure elettriche, galvanometri, elettrometri, voltmetri, che in molti Gabinetti di Fisica di Istituti Scolastici sono presenti con esemplari molto raffinati, certamente ad indicare che, oltre alla consueta attività didattica, veniva svolta una pregevole attività di ricerca.