Replica del compendio di tubi a gas rarefatto - Fisica

Lo Surdo Antonino

Descrizione

Il compendio è costituito da tre tubi in vetro di varia foggia e dimensione fissati su un pannello in legno di forma rettangolare posizionato verticalmente su una base anch'essa rettangolare e in legno, a formare una "T" rovesciata. All'interno dei tubi è ricavato il vuoto mentre alle estremità sono presenti i contatti elettrici degli elettrodi occorrenti alla generazione, all'interno del tubo, di un campo elettrico e di un fascio di ioni positivi accelerati. Questo fascio, attraverso uno spettroscopio, mostra l'effetto noto come Stark-Lo Surdo. L'astuccio parallelepipedo in legno del compendio, mostra superiormente una maniglia metallica cui sono legati una chiave e un cartellino tondo metallico con etichetta incollata in carta; inoltre sullo stesso lato c'è l'asola della serratura che blocca il coperchio posto frontalmente e incassato.

Funzione: Il compendio mostra alcuni dei tubi a gas rarefatto usati dall'ing. Lo Surdo per la generazione dell'effetto noto come Stark-Lo Surdo.

Modalità d'uso: L'utilizzo del compendio è chiaramente espositivo, ma i tubi riprodotti sono tra quelli che Lo Surdo ha utilizzato nei suoi esperimenti e una esperienza tipica è la seguente. In uno dei tubi del compendio che contiene idrogeno, un catodo forato è posto a circa 1 mm da un elettrodo; la pressione dell'aria rarefatta nel tubo è bassa tanto da non dar luogo alla normale scarica, mentre ha luogo l'emissione di ioni positivi da parte dell'elettrodo ricoperto di sale metallico. Gli ioni vengono accelerati da un campo elettrico dell'ordine di 106 V/m e formano un flusso che attraversa il tubo. La radiazione risultante, emessa dall'idrogeno eccitato dagli ioni uscenti dal catodo forato, viene studiata mediante uno spettroscopio.

Notizie storiche: Questo compendio è uno dei tre noti, fatti realizzare dal CNR in occasione dell'Esposizione Universale di Chicago del 1933, "A Century of Progress", che intendeva celebrare il progresso scientifico e tecnologico italiano. Il fisico siciliano Antonino Lo Surdo, che si interessò anche di geofisica e sismologia, si cimentò nello studio dei problemi di spettroscopia negli anni 1913 e 1914, su suggerimento di Antonio Garbasso. Fu il primo a notare l'effetto del campo elettrico sulle righe spettrali, il cosiddetto "effetto Stark - Lo Surdo": analizzando con uno spettroscopio alcune righe dell'idrogeno, prodotte vicino al catodo in tubi a vuoto molto sottili, da lui costruiti, si accorse che esse risultavano scomposte in più componenti simmetriche rispetto alla riga originale. Le sue osservazioni vennero spiegate pochi mesi dopo da Johannes Stark. Nel suo esperimento, Stark utilizzò un particolare tipo di tubi a vuoto a cui era possibile applicare campi elettrici molto intensi. Scoprì che tali campi provocavano la scomposizione di alcune righe dell'idrogeno, quelle già studiate da Lo Surdo. La differenza tra i due esperimenti risiede nella generazione dei forti campi in quanto Stark era riuscito ad applicarli attraverso sofisticati accorgimenti, mentre nell'esperimento di Lo Surdo venivano prodotti direttamente nei tubi a vuoto progettati dal fisico, grazie alla loro particolare geometria. Tubi che vennero utilizzati dallo stesso Stark nel 1918 per studiare l'azione del campo elettrico sulle righe spettrali dell'elio ionizzato; nello stesso anno l'uso di questo tipo di tubi portò T. Takamine e N. Kokubu alla scoperta dell'"effetto Stark al secondo ordine".

Autore: Lo Surdo Antonino (inventore) (1880/ 1949)

Datazione: post 1930 - ante 1933

Materia e tecnica: vetro; legno; metallo

Categoria: fisica

Misure: 36 cm x 18,5 cm x 48 cm (compendio); 41 cm x 22,5 cm x 55 cm (cassa)

Peso: 3,3 kg

Collocazione

Milano (MI), Museo Nazionale della Scienza e della Tecnologia "Leonardo da Vinci"