Part 16

XXVIII. 5.º Si è cercato se il calore, l'evaporazione, le fermentazioni ec. producano qualche grado di elettricità, ossia cagionino qualche alterazione alla dose naturale del fluido elettrico nei corpi che subiscono coteste azioni, e in quelli che sono in contatto coi medesimi. La ricerca era di grande importanza per fissar pure qualche idea sull'origine dell'elettricità naturale, ossia atmosferica. Io so di molti che hanno tentato specialmente sull'evaporazione delle sperienze invano (_Franklin, De Saussure, Wenly, Cavallo_), e che hanno infine rinunciato alla speranza di ottenere per tal mezzo segni elettrici; nè so d'alcuno che sia ancor giunto ad ottenerli. Le mie proprie sperienze non avean avuto miglior successo; con tuttociò ben lungi di rinunciare ad ogni speranza, io le andava sempre più nodrendo. Da gran tempo fissato mi era in mente che le dissoluzioni, le effervescenze, le volatilizzazioni ec. sconvolgendo le minime particelle dei corpi, e forma, e posizione mutandone, doveano coll'alterazione delle forze mutue di esse particelle, aumentare o diminuire le respettive capacità dei corpi medesimi sottoposti a quei moti intestini (le capacità dico, a contenere il fluido elettrico); e conseguentemente occasionare dove condensazione, dove rarefazione di esso fluido: io ne era così persuaso, che non sapeva darmi pace che l'elettricità non si manifestasse per alcuno di tai processi; di tal mancanza di segni pertanto io ne accagionava parte alla debolezza dell'elettricità che per tal modo si eccitava, parte alla dissipazione di essa prodotta dai vapori medesimi che si sollevano durante il processo, e distruggono quasi intieramente l'isolamento: mi compiaceva però sempre a pensare, che l'avrei un giorno potuta scoprire cotesta elettricità fugace, moltiplicando le sperienze, e mettendovi più d'attenzione, e di accuratezza[54]. Due anni sono allorchè fui passo passo condotto alla maniera di condensare a un segno sì grande l'elettricità coll'apparecchio qui descritto, i miei pensieri si rivolsero nuovamente all'oggetto delle antiche mie ricerche, e concepii molto più fondata speranza di poter iscoprire qualche cosa, e già mi proponeva di applicarmi a tali sperienze, quasi presagendone la riuscita; ma varj accidenti le ritardarono fino al Marzo, e Aprile di quest'anno, in cui intraprese avendole a Parigi in compagnia di alcuni membri dell'Accademia R. delle Scienze, mi riuscì finalmente di ottenere segni non dubbj di elettricità, (che dico segni non dubbj?) fin la scintilla elettrica dall'evaporazione dell'acqua, dalla semplice combustione dei carboni, e da varie effervescenze, segnatamente da quelle che producono l'aria infiammabile, l'aria fissa, e l'aria nitrosa.

XXIX. Terminerò la prima parte di questa memoria col dire, che oltre gli accennati vantaggi, ed altri del medesimo genere, che ne procura il nostro condensatore considerato semplicemente come istromento atto ad ingrandire i segni dell'elettricità; le varie sperienze che possono farsi con esso spargono eziandio molto lume sulla teoria elettrica, per quella parte massimamente che riguarda l'azione delle _atmosfere_: lo che andiamo a vedere nella Parte seconda.

_PARTE SECONDA._

_In qual maniera un conduttore accostandosi a un altro sotto certe condizioni acquisti una straordinaria capacità di ricevere e contenere l'elettricità._

XXX. Le sperienze riportate nella prima parte, di questa Memoria ci hanno abbastanza mostrato come una lamina metallica, o qualsivoglia piano conduttore, cui soglio appellare _scudo_, applicato ad un altro piano, il quale opponga, o per la qualità sua di cattivo conduttore, o per l'interposizione di un sottile strato coibente, una certa non grande resistenza alla trasfusione dell'elettricità, come dissi, tale scudo in siffatta posizione atto sia a tirare sopra di se, e raccorre nel suo seno maggiore copia di elettricità, che se si trovasse in qualsivoglia modo perfettamente isolato. Abbiam veduto come facendolo toccare all'uncino di una boccia di Leyden, al conduttore di una macchina elettrica, o a quello dell'elettricità atmosferica, infine a qualunque potenza o sorgente elettrica, anche quando l'elettricità è debolissima, e affatto impercettibile, pur gli se ne comunica tanto da poter manifestarsi quindi con segni molto vivaci, tosto che si leva esso scudo in alto. Or quì intraprendiamo di spiegare un tal fenomeno: e la spiegazione medesima servirà più ch'altra cosa a facilitare la pratica delle sperienze di questo genere.

XXXI. Adunque il tutto si riduce a questo: che la lamina, o scudo ha molto, e molto maggiore capacità nel 1.º caso, quando cioè posa sul piano avente le condizioni indicate (prec. e 11, 12, 22), che nel 2.º, in cui tiensi ex. gr. in alto sospeso per i suoi cordoncini di seta, o per un manico isolante, oppur che posa sopra un grosso strato coibente, o sopra un piatto isolato.

Per dilucidare questo punto essenziale, prendiam le cose da più lontano.

XXXII. Non vi vuol molto a comprendere, che ivi è maggiore capacità, dove una data quantità di elettricità sorge a minor intensità, o che è lo stesso, quanto maggior dose di elettricità è richiesta a portare l'azione a un dato grado d'intensità; e _viceversa_: a dir breve, la _capacità_, e l'_azione_, o _tensione_ elettrica sono in _ragione inversa_.

Farò quì osservare sul principio ch'io dinoto col termine di _tensione_ (che volentieri sostituisco a quello d'intensità) lo sforzo che fa ciascun punto del corpo elettrizzato per dissiparsi della sua elettricità, e communicarla ad altri corpi: al quale sforzo corrispondono generalmente in energia i segni di attrazione, ripulsione ec., e particolarmente il grado a cui vien teso l'elettrometro.

XXXIII. Ciò che abbiam detto comprendersi facilmente che la _tensione_ debb'essere _in ragione inversa delle capacità_, ci viene poi mostrato nella maniera più chiara dall'esperienza. Siano due verghe metalliche, di egual diametro, una lunga 1 piede, e l'altra 5. S'infonda alla prima tanto di elettricità, che giunga a vibrare un elettrometro annesso a 60 gradi: se in questo stato si farà toccare quella all'altra verga, l'elettricità compartendosi equabilmente ad ambedue, diminuirà di tensione tanto appunto, quanto la capacità si trova ora accresciuta, cioè 6 volte: lo chè ci farà vedere l'elettrometro, discendendo dai 60 ai 10 gradi[55]. Così se l'istessa quantità di elettricità venisse a diffondersi in un conduttore 60 volte più capace, non rimarrebbe che 1/60 della primiera tensione, cioè un grado solo; come _viceversa_ la tensione di 1 sol grado di cotesto gran conduttore, o d'altro qualunque, salirebbe a 60 gr., ove la di lui elettricità venisse a raccorsi, e condensarsi in una capacità 60 volte minore.

XXXIV. Or non solo conduttori di mole, e massa diversi hanno diversa capacità; ma anche l'istesso conduttore può averne una maggiore, o minore, secondo varie circostanze; alcune delle quali non sono per anco state considerate, come si conviene. È stato osservato che l'istesso conduttore acquista, o perde in capacità, a misura che si aggrandisce, o si ristringe di superficie; secondo che una catena metallica ex. gr. si dispiega in lungo, o si ammucchia; secondo che vari cilindri contenuti un nell'altro, (come quelli d'un canocchiale) si traggono fuori, o si fanno rientrare ec. Quindi si è concluso generalmente che la capacità non è _in ragion della massa_, ma bene _in ragion della superficie_ del conduttore, come Franklin ha dimostrato appunto coll'indicato sperimento della catena.

XXXV. Questa conclusione è giusta, ma non comprende ancor tutto; perocchè anche con superficie egualmente grandi si ha maggiore, o minore capacità, se siano i conduttori diversamente conformati. Essa si troverà maggiore di molto in quel conduttore che avrà più lunghezza comunque sia d'altrettanto men grosso, cosicchè la quantità della superficie rimanga eguale: come Watson, ed altri aveano già osservato, e come io mi lusingo d'aver posto in miglior lume nella mia memoria sulla capacità de' conduttori semplici, nella quale dimostro il grande vantaggio di un conduttore costrutto di molte verghe di legno coperte di foglia metallica, e collocate in lungo punta a punta sopra gli ordinarj conduttori assai più grossi, e meno lunghi. Se l'istesso conduttore colla grossezza, e lunghezza medesima non sia diritto, ma assai curvo, e molto più se essendo ex. gr. un fil di ferro, abbia molti torcimenti, o si ripieghi indietro, avrà minore capacità; così pure l'avranno minore le indicate verghette, se invece d'esser collocate punta a punta in linea retta, lo siano ad angolo, e peggio se s'accostino parallele.

Le sperienze, ed osservazioni da me rapportate in quello scritto, ed infinite altre, massimamente quelle intorno al così detto _pozzo elettrico_, concorrono tutte a provare, che la capacità è in ragione non delle superficie qualunque esse sieno, ma delle _superficie libere dall'azione delle atmosfere omologhe_: nella quale rettificata proposizione converranno tutti quelli, che si faranno a considerare i principali fenomeni delle atmosfere elettriche.

XXXVI. Ma v'è di più ancora, e questo è propriamente che fa al nostro caso. L'istesso conduttore ritenendo la stessa superficie, e la forma sua non mutata acquista maggiore capacità allorachè in luogo di rimanere isolato solitariamente si affaccia a un'altro conduttore non isolato; e l'acquista tanto sempre maggiore, quanto vi si affaccia più davvicino, e quanto le superficie che si presentano un l'altro sono più larghe. Io chiamo quel conduttore isolato che ne ha un'altro di fronte (sia questo non isolato, come nel caso nostro, sia anche isolato, elettrizzato, o nò), lo chiamo _conduttore conjugato_; e già io aveva promesso nella mentovata dissertazione, trattato avendo della capacità de' _conduttori semplici_, o _solitarj_, di trattare in seguito di quella dei _conduttori conjugati_.

XXXVII. Tale circostanza, che accresce prodigiosamente la naturale capacità di un conduttore, quella è sopra tutto, a cui non trovo che si sia fatta ancor la debita attenzione; molto meno che alcuno ne abbia tratto quei vantaggi, che dall'applicazione facilmente ne derivano. Ma veniamo a quelle sperienze più semplici, che ci mettono sott'occhio questa accresciuta capacità.

Prendo un disco di metallo, (il solito scudo d'elettroforo per esempio), e tenendolo in alzo isolato lo elettrizzo a una data forza, quanto basta; supponiamo, a fare un'elettrometro annesso si tenda a 60 gradi; calando indi esso disco gradatamente verso una tavola od altro piano deferente, ecco che decade l'elettrometro dai 60 a 50, 40, 30 gr. Non crediate perciò che sia scemata a questo punto la quantità d'elettricità che il disco possiede, la quale anzi, purchè quello non sia giunto a tale vicinanza dell'altro piano deferente da dar luogo alla trasfusione collo scoccare di qualche scintilla, si sarà mantenuta nell'interezza sua, quanto almeno la lunghezza del tempo, lo stato dell'aria e dell'isolamento lo permettono. Onde dunque tale, e tanto abbassamento di tensione? Non altronde che dall'accresciuta _capacità_ del disco, or non più solitario, ma _conjugato_. In prova di che se si sollevi di nuovo gradatamente, risalirà il suo elettrometro a 40, 50, e fin presso ai 60 gradi di prima (risalirebbe ai 60 giusto, se si potesse impedire affatto il dissipamento nell'aria, e lungo gl'isolatori non mai perfetti abbastanza); a misura cioè che allontanandosi dall'altro piano deferente ritorna il disco a quella più angusta capacità, che gli compete quand'è solitario.

XXXVIII. La ragione di un tale fenomeno si deduce facilmente dall'azione delle _atmosfere elettriche_. Quella del disco, che or suppongo elettrico _per eccesso_ si fa sentire alla tavola, od altro qualsivoglia conduttore, a cui si affaccia in guisa che il fuoco di questo, giusta le note leggi, ritirandosi si dirada nelle parti che restano più vicine al disco sovrastante, e tanto più si dirada, quanto esso disco elettrico si va più accostando. Se l'elettricità di questo è _per difetto_, il fuoco della tavola, o piano inferiore qualunque sia, accorre e si addensa verso la superficie medesima, che guarda il disco, e che ne sente più davvicino l'azione. In somma le parti immerse nella sfera di attività del disco contraggono un'elettricità _contraria_, elettricità che può dirsi _accidentale_; e che portando in certo modo un _compenso_ a quella _reale_ del disco medesimo, ne diminuisce la _tensione_, come appunto ci dimostra l'abbassamento dell'elettrometro.

XXXIX. Due altre sperienze porranno in maggior lume questa azione reciproca delle atmosfere elettriche, mercè di cui ora s'infievoliscono, ora si rinforzano mutuamente le _tensioni_ ossia azioni elettriche di due corpi pel solo avvicinarsi l'uno all'altro, ritenendo ciascuno nè più nè meno la sua dose di elettricità.

Cominciam da quelle che si rinforzano. Queste sono le _atmosfere omologhe_. Siano pertanto due piani conduttori, elettrizzati o per eccesso amendue, o amendue per difetto. Si affaccino questi, e si vadano gradatamente avvicinando: vedrassi che influiscono l'uno sull'altro in modo, che la _tensione_ elettrica s'accresce in amendue a proporzione del più grande avvicinamento, e della quantità di superficie che si presentano: ciò, dico, vedrassi dal maggiore innalzamento de' respettivi elettrometri, e dalla scintilla, che esplorando l'uno o l'altro di quei piani scoccherà a maggiore distanza, che se ciascuno fosse rimasto con tutta la sua elettricità _solitario_. In quello stato adunque di avvicinamento egli è chiaro, che ciascuno de' due conduttori conjugati ha una minore capacità; giacchè a proporzione che sono già _attuati_ a un più alto grado di elettricità, lor resta meno per giungere al sommo, o a parlar più giusto, maggiore è la resistenza che oppongono ad un ulteriore carica, conformemente a quanto osservato già abbiamo che la tensione esprime lo sforzo, onde un corpo tende a disfarsi dell'elettricità, e a comunicarla altrui. Così una boccia di Leyden carica a un grado un poco maggiore di quello dei dischi _solitari_, la quale per conseguenza _darebbe_ loro, in tale stato, _riceverà_ all'incontro da essi quando essendo _conjugati_ vi prevale la _tensione_: ritornando questi _solitari_, cederanno un'altra volta alla boccia ec.

Or anche si comprende quello che abbiamo fatto più sopra osservare, onde sia cioè che un filo metallico ripiegato, e molte verghe poste allato, e vicine l'une all'altre, abbiano minore capacità che disposti quello, e queste in una linea retta; perchè con superficie eguali un Conduttore corto, e grosso abbia meno capacità d'un lungo, e sottile; perchè infine la capacità sia _in ragione delle superficie libere_ o meno _attuate_ dall'influsso delle _atmosfere omologhe_.

XL. Siano ora i medesimi dischi della sperienza precedente ambi elettrizzati, ma uno _per eccesso_ l'altro _per difetto_; ben si vede che ne seguiranno effetti contrarj, cioè l'influenza vicendevole delle atmosfere, per cui l'uno è _attuato_ dall'altro, produrrà un _compenso_ od _equilibrio accidentale_, onde diminuirassi la _tensione_ in amendue, cadrà l'elettrometro, ec. Allora io dico che trovasi accresciuta in ciascuno de' due dischi la capacità, inquantochè opporrà ciascuno minor resistenza ad un'ulteriore carica dell'elettricità che già possiede, e gliene rimanda di più a prendere per giugnere a un dato grado di _tensione_. Così una boccetta di Leyden carica dell'istessa specie d'elettricità d'uno di questi dischi, e all'istesso grado, ed anche al disotto, potrebbe tuttavia aggiugnere all'elettricità di quello, quando, trovandosi _conjugato_, la sua _tensione_ è indebolita dall'atmosfera elettrica contraria del disco compagno; ma rimosso quello da questo, e divenuta in lui la _tensione prevalente_, darebbe egli della sua elettricità alla boccetta ec.

XLI. Non resta più ora che fare un'applicazione di quest'ultima esperienza a quelle riportate di sopra, in cui il disco elettrizzato si affaccia a un piano conduttore non isolato. S'egli è vero, come supposto abbiamo che questo nella parte più vicina a detto disco elettrico, per l'azione della di lui atmosfera, si compone ad un'elettricità contraria, vale a dire che il fuoco ivi si dirada qualor l'incombente elettricità sia _in più_, o vi si condensa qualor sia _in meno_, dovrà dunque nascere l'istesso _equilibrio accidentale_, l'istesso _compenso_, e alleviamento alla _tensione_ elettrica del disco, lo stesso abbattimento dell'elettrometro, come appunto si osserva: quindi l'accresciuta capacità di esso disco; quindi la maggior dose di elettricità che potrà ricevere.

XLII. La cosa è già bastantemente chiara, ma si renderà ancora più manifesta, e toccherassi con mano, se si venga ad isolare il piano conduttore (supponiam che questo sia parimenti un disco metallico, che chiameremo disco inferiore) affacciato già al disco elettrico, e dopo si allontanino un dall'altro; giacchè allora compariranno realmente in esso piano, o disco inferiore i segni dell'elettricità contraria da esso lui acquistata allorchè non era isolato, e trovavasi immerso nell'atmosfera del disco superiore. Cotesto disco superiore poi, il quale intantochè si allontana, ricupera la _tensione_, che l'avvicinamento gli avea fatto perdere, la perderà di nuovo a misura che si accosterà un'altra volta al disco inferiore, e la farà perdere a lui medesimo, in virtù dell'azione reciproca delle contrarie elettricità a indicare le quali vicende è opportuno che trovisi un'elettrometro annesso a ciascuno de' dischi; poichè il linguaggio dell'elettrometro è il più significante di tutti, e ardisco dire ch'esso solo vi dà la spiegazione di tutti i fenomeni riportati in questo scritto, e d'infiniti altri analoghi.

XLIII. Che se il disco inferiore si trovi isolato al primo affacciarvi il disco superiore elettrizzato, e isolato pure rimanga tutto il tempo che questo vi sta sopra; in tal caso venendo _attuato_ dalla di lui atmosfera, acquisterà quella che chiamo elettricità omologa accidentale, cioè una _tensione_ od azione elettrica, con cui fa sforzo di conseguire l'elettricità _contraria_; il che non venendogli dato di effettuare, per l'isolamento in cui si trova, non potrà neppur _compensare_ nel dovuto modo l'elettricità del disco incombente, nè quindi diminuire in lui la _tensione_ notabilmente, dimodochè l'elettrometro di questo, appena farà cenno di abbassarsi (il quale picciolo abbassamento si deve a quel poco di fuoco, che per l'azione dell'atmosfera elettrica può muoversi nella spessezza del disco inferiore, o lungo i suoi sostegni isolanti non mai perfetti abbastanza), e per conseguenza non acquisterà il disco superiore maggiore _capacità_, onde poter prendere maggior dose di elettricità. Ma bene l'acquisterà, se un momento si venga a toccare il disco inferiore, onde distruggere in esso l'elettricità _accidentale omologa_, che vuol dire fargli prendere la _reale contraria_.

XLIV. Se il disco inferiore non che trovarsi isolato, sia egli medesimo isolante, succederà lo stesso, cioè non potrà diminuire la _tensione_ elettrica, nè quindi aumentare la _capacità_ del disco superiore accostatogli comunque. Non così però se cotal disco isolante sarà semplicemente un sottile strato che copra un conduttore comunicante col suolo; mercecchè questo piano conduttore che trovasi poco sotto, e in cui può moversi liberamente il fuoco, farà esso il giuoco di _compensare_ l'elettricità del disco superiore, e lo strato isolante interposto diminuirà soltanto l'azion mutua delle atmosfere elettriche, in ragione della maggior distanza che pone tra l'uno, e l'altro conduttore.

XLV. La _tensione_ ossia azione elettrica del disco, la quale, come abbiam veduto va diminuendosi a misura ch'egli si affaccia più davvicino ad un piano deferente non isolato è portata a un tale decadimento quando si arriva quasi al contatto, il _compenso_ od _equilibrio accidentale_ essendo allora quasi perfetto, che dove l'elettrometro era teso a 60, 80, 100 gradi, si vedrà or disceso a un grado solo, ed anche meno. Quindi se il piano o disco inferiore opponga solo una piccola resistenza al trapasso dell'elettricità, o per l'interposizione d'un sottile strato coibente, o per la natura sua propria d'imperfetto conduttore, qual è il marmo asciutto, il legno secco ec. tale picciola resistenza congiunta a quella della distanza comunque piccolissima non potrà essere superata da tale debolissima _tensione_ del disco elettrico; il quale perciò non iscaglierà scintilla al piano (salvo che forse dagli orli non ben ritondati, e nel caso che possieda una gran copia di elettricità); anzi conserverà tutta, o quasi tutta la sua elettricità, dimodochè rialzandolo, il suo elettrometro ascenderà quasi al grado di prima. Più: potrà il disco senza gran detrimento della sua elettricità giugnere fino al contatto del piano imperfetto conduttore, e restarvi qualche tempo applicato: nel quale contatto la tensione elettrica trovandosi pressochè ridotta a nulla non ha forza di passare dal disco al piano che combacia se non lentissimamente.

XLVI. Non andrà però così la bisogna, se ripetendo l'esperienza s'inclini il disco, e si porti a toccare il medesimo piano in costa: allora sussistendo in quello maggior _tensione_ di elettricità (come ci mostrerà il fedele elettrometro), giacchè non vien bilanciata che corrispondentemente ai punti di superficie dell'uno che guardano davvicino la superficie dell'altro, cotal azione elettrica meno indebolita vincerà la picciola resistenza del marmo, o di qualsivoglia altro imperfetto conduttore, e fino di un sottile strato coibente che trovisi interposto, cosicchè l'elettricità trasfonderassi realmente, e s'affiggerà a cotesto strato coibente che copre il conduttore, o passerà entro a questo, se ne è nudo, fino a perdersi nel suolo[56], e ciò in brevissimo tempo: laddove vedemmo, che non ne passa nulla o quasi nulla in tempo assai più lungo, quando, il contatto col medesimo piano è il più ampio possibile. Il che ha l'aria di paradosso; ma pur si spiega così ben coi principj delle atmosfere elettriche.

XLVII. Quello che sembra anche più paradosso, o almeno che sorprende di più, si è che neppure il contatto di un dito, o di un pezzo di metallo comunicanti col suolo, replicato più volte, e continuato per alcuni secondi, valga a spogliare intieramente dell'elettricità il disco posato sull'amico piano; ma ve ne lasci sovente tanto da poter dare ancora una scintilla quando in seguito si leva esso disco in alto. Invero tal fenomeno sarebbe inesplicabile anche nei nostri principj, se il dito, o il metallo fossero perfetti conduttori, a segno di non opporre la minima resistenza al passaggio del fluido elettrico, come si crede comunemente; ma la cosa non è così; e ce lo dimostrano queste stesse sperienze. I metalli dunque non sono che conduttori meno imperfetti degl'altri corpi. Ma, dirassi, noi vediamo che si trasfonde da un capo all'altro di un metallo, e da un metallo all'altro l'elettricità in un'istante. Sia pure così di quell'elettricità che dispiega una forza sensibile a segno di tendere un'elettrometro, o di attrarre un filo leggierissimo. Ma convien riflettere che al disotto di questo vi hanno da essere ancora altri gradi di elettricità impercettibili, i quali, dico, non son valevoli a superare sì tosto quella qualunque piccola resistenza che pure oppor denno i migliori Conduttori. Quando dunque un metallo tocca il disco elettrizzato che riposa sul suo piano, lo spoglia immantinente dell'elettricità fino al segno che la tensione diviene affatto insensibile, non però nulla, essendo ridotta supponiamo a 1/50 di grado. Ma se sollevando il disco in alto la sua capacità si ristringa a segno che dispieghi una tensione elettrica cento e più volte maggiore, questa salirà dunque a due gradi, ed oltre; con che sarà divenuta sensibile, finanche al punto di dare una scintilla.