Storia della Radio
DALLE EQUAZIONI DI MAXWELL
ALLA LEGGE MARCONI
Non vi
e' dubbio che a livello universitario molti studenti conoscono e sanno
interpretare
le "equazioni di Maxwell", ma crediamo di non errare se affermiamo
che sono forse
molto pochi coloro che conoscono la "legge Marconi".
Lodovico Gualandi
(RAI senior)
Questo fatto non è da sottovalutare perché potrebbe fornire, ai dubbiosi
e agli scettici, la chiave di lettura delle molte incomprensioni da
parte di chi scrive articoli sull’opera di Marconi, senza tenere
in nessun conto la fondamentale legge fisica da lui scoperta.
Da sette anni sosteniamo che il primo capitolo della
storia della radio è stato sempre distorto e che non esiste nessun testo
italiano o straniero che spieghi perché mai Marconi decise con tanta
determinazione che la sua scoperta meritava un brevetto e questo poteva
essere richiesto solo in Inghilterra.
Sono innumerevole le leggende divulgate da
dettrattori o partorite dalla fantasia di giornalisti disinformati,
e anche Righi stesso, se avesse conosciuto la legge fisica scoperta
da Marconi, non sarebbe incappato in quegli errori che commise quando,
nel lontano 1897, scrisse al quotidiano “Il Resto del Carlino”,
affermando che Marconi non aveva inventato o scoperto nulla che già
non si conoscesse negli ambienti scientifici: ma la storia della radio
non è fatta di, se.. o di, ma; le “equazioni di Maxwell” e
la “legge Marconi” lo confermano.
Le equazioni di Maxwell
In una rivista scientifica autorevole, un professore ha candidamente
affermato che la possibilità di radiocomunicare era insita nelle equazioni
di Maxwell, dimenticandosi però di aggiungere che solo Marconi se ne
era reso conto mentre, Oliver Lodge, Augusto Righi e il grande matematico
Henry Poincare pare che non se ne fossero accorti, altrimenti non avrebbero
contestato l’opera di Marconi.
James Clerk
Maxwell
Tra
le equazioni di Maxwell quella sopra riportata è quella che esprime
le relazioni fra il campo elettrico e quello magnetico, quando subivano
delle variazioni accelerate.
Chi ha studiato matematica a livello universitario
sa che da quelle equazioni si evince che le onde previste da Maxwell
viaggiano alla velocità della luce e che le due parti della formula,
rappresentano due termini essenzialmente diversi.
La prima formula esprime infatti il campo di INDUZIONE
e si può notare che quest’ultimo decresce in ragione del quadrato
della distanza, mentre nella seconda formula, che rappresenta il campo
di RADIAZIONE, si può notare come esso decresce in ragione della distanza
semplice dalla sorgente.
Inoltre è possibile dedurre anche che il suo campo
di INDUZIONE è proporzionale alla corrente indipendentemente dalla frequenza,
mentre per il campo di RADIAZIONE è necessario che la frequenza delle
alternanze sia accelerata, cioè che sia un’alta frequenza di vibrazione
o, radiofrequenza nel linguaggio dei nostri giorni.
Riflettendo su queste semplici osservazioni, risulta
facile comprendere che Maxwell fece qualcosa di più che dare una veste
matematica alle idee di Faraday sull’elettromagnetismo.
In realta' infatti, mise in grado Hertz di realizzare
il suo oscillatore a 1/2 onda, e quindi scoprire che le onde elettromagnetiche,
fino a quel momento solo ipotizzate, potevano essere effettivamente
generate, misurandone frequenza e velocita' di popagazione nell'aria,
ma non solo, permise inoltre a Marconi di creare il suo oscillatore
verticale in quarto d'onda quindi scoprire le leggi che governano il
fenomeno radioattivo del campo elettromagnetico.
In conclusione quindi, Hertz confermo' la validità
della Teoria di Maxwell, limitatamente alla prima parte della formula,
mentre Marconi ne confermo' la seconda parte.
La legge di Marconi
Si è appena detto che Hertz non potè confermare la seconda formula di
Maxwell, non perché non l’avesse compresa ma perchè non esisteva
nessuno strumento tecnico che potesse consentirgli di confermare questa
seconda ipotesi.
La conferma sperimentale della seconda formula di
Maxwell e la conoscenza del mezzo in cui le onde si propagavano e le
leggi sulla loro propagazione furono confermate dall’opera di Marconi.
Nell’estate del lontano 1895, Guglielmo Marconi,
dopo essere riuscito a raggiungere la portata di circa 2500 metri grazie
alla sua straordinaria capacita' di ottimizzare ai limiti del possibile
gli strumenti a quel tempo conosciuti, comprese che per aumentare questo
pur ragguardevole limite, se confrontato con le poche decine di metri
coperti dai ricercatori che erano invece costretti a esplorare queste
onde entro i limiti ristretti del campo di induzione, doveva ottenere
più energia irradiata e questa dipendeva dalla potenza della scarica
capacitiva presentata dagli oscillatori.
Non rimaneva che tentare di aumentare drasticamente
l’esigua capacita elettrica dell’oscillatore e di conseguenza
ottenere delle onde di una lunghezza migliaia di volte superiore a quelle
sperimentate fino a quel momento: si doveva passare cioè dalle microonde
alle onde decametriche.
Marconi dovette pertanto studiare una nuova sorgente
elettromagnetica, ed ebbe la felice intuizione di realizzare un oscillatore
verticale in quarto d’onda di notevoli dimensioni spaziali. Durante
la sua indagine sperimentale scoprì che esisteva una stretta relazione
fra l’altezza delle antenne verticali e la portata di trasmissione
dei segnali.
Nacque così la formula che gli permise di calcolare
e prevedere con precisione la portata di trasmissione, in base all’altezza
delle antenne ricetrasmittenti del suo sistema.
Nella “legge Marconi”, sopra riportata,
"H" rappresenta l’altezza delle antenne, "k"
un coefficiente numerico che poteva variare da 0,12 a 0,19, a seconda
della sensibilità del ricevitore e della costante dielettrica della
natura del terreno (questo era uno dei motivi per cui Marconi nelle
sue dimostrazioni sceglieva sempre dei grandi tratti di mare) ed infine
"D", rappresenta la distanza da coprire. Nella formula il
tutto è espresso in metri.
Se si esegue un rapido calcolo, assumendo come coefficiente
numerico un valore medio, si trova che per superare la distanza di 50
chilometri, nel SISTEMA MARCONI era sufficiente una antenna alta circa
trenta metri.
Guglielmo Marconi
Come si vede, la decisione di brevettare l’invenzione non fu ne
un atto di fede, come molti sono ancora disposti a credere, e nemmeno
un miracolo di San Petronio, il Santo protettore della città di Bologna,
quando infatti Marconi partì alla volta di Londra aveva la certezza
di poter dimostrare che il suo sistema sarebbe stato di immensa utilità,
soprattutto per quanto riguardava un suo impiego sulle navi.
Nel prossimo numero di Elettronica Flash esamineremo
i due primi importanti eventi marconiani della storia della radio.
LODOVICO GUALANDI,
I4CDH
VIA P. PASQUALI, 6
40134 BOLOGNA Italy
E-Mail: lguala@libero.it
Articolo tratto
da: Elettronica Flash, febbraio
1999, pagina 86.
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