Benjamin Franklin

(1706 - 1790) Molti studiosi, un po' dappertutto in quel tempo, si interessavano all'elettricità atmosferica. Cos'è il lampo? Come nasce la folgore? Come mai si forma il tuono? Perché quello strano odore dei temporali? C'era, pensavano, una sorgente, un fluido elettrico considerevole durante i temporali. Il grande studioso, di questi fenomeni fu Benjamin Franklin. Fu uno tra i grandi uomini che l'umanità e la scienza possano ricordare.

Nato a Boston da genitori inglesi emigrati negli Stati Uniti. Suo padre fabbricava candele e sapone. Il giovane Benjamin, spendeva tutti i suoi magri risparmi in libri, tanto che il padre diceva che sarebbe diventato un tipografo. Cominciò la sua carriera, da povero ragazzo, come apprendista in una fabbrica di candele, poi operaio stampatore. A scuola c'era potuto andare ben poco; ma aveva una stupenda intelligenza e una grande tenacità di propositi.

Si recò a Londra a perfezionarsi nella sua arte di stampatore, poi si mise a lavorare a Filadelfia, diventando direttore di un giornale economico. Pubblica il celebre Almanacco del Pupazzetto Richard che ha grande successo per ben venticinque anni. È uno dei promotori dell'Accademia di Filadelfia diventandone il presidente.

Progressivamente si introduce nella politica e milita a favore dei diritti dei coloni americani. Per ben sedici anni, rappresenta a Londra la causa delle colonie inglesi dell'America del Nord che volevano l'indipendenza. Franklin spese ogni suo potere ed ogni influenza per impedire che la guerra si dichiarasse. Riusciti inutili i suoi sforzi per un accomodamento, rientrò in patria, dove trovò la guerra già scoppiata. Allora divenne uno fra i consiglieri più importanti ed ascoltati del Governo che aiutò l'America nella guerra d'indipendenza. In Filadelfia fu firmata la Dichiarazione d'Indipendenza che porta il suo nome. Fu mandato Ambasciatore a Parigi a rappresentare la giovane repubblica americana. Il 10 febbraio 1782, Alessandro Volta, durante un pranzo a Parigi con numerosi famosi scienziati francesi, incontra anche Franklin. Infine, fa parte della Convenzione che elabora la Costituzione degli Stati Uniti. L'ultima parte importante della sua vita pubblica fu l'azione spiegata perché venisse abolito il traffico degli schiavi nel suo paese. Fu una delle più nobili figure dell'America e grande uomo di Stato.

Si narra che, un giorno passeggiando a Parigi lungo la Senna, incontrò un amico. Subito si fermò e gli tese la mano destra. Ma aveva appena fatto quel gesto, che parve pentirsene: ritirò prontamente la destra e gli tese invece la sinistra.. L'amico non poté celare un certo stupore; egli strinse la mano di Franklin senza chiedere spiegazioni; ma questi gli mostrò un piccolo punto rosso sull'indice della sua destra e disse: "È una cocciniglia venuta a posarsi sulla mia mano. Mi sarebbe rincresciuto che l'aveste schiacciata !" Come si rivela anche nelle piccole cose la gentilezza dell'animo !

Ecco dunque Franklin. Dov'è l'elettricità nella sua vita? Editore, uomo politico, militante a favore dei coloni, membro della Convenzione degli Stati Uniti, tutto questo sembra lontano da una carriera scientifica. Di fatto, è verso il 1746 che Benjamin Franklin quarantenne, si ritira dall'editoria a fortuna fatta, e, prima di partire per Londra si interessa in modo perseverante ai misteriosi fenomeni dell'elettricità.

Fonda a Filadelfia, con qualche amico, una piccola società, dove si studia la filosofia e la fisica. Si appassionano alle più divertenti e curiose esperienze con l'elettricità: ad esempio, il carillon elettrico, il ragno di Franklin, gioco fatto con un ragno artificiale sospeso a capo di un filo le cui zampette si agitano quando si avvicinano ad una bottiglia di Leida; come pure la "corona elettrizzata" che scocca delle scariche ai temerari che la toccano.

Nel 1750 formula una teoria sull'elettricità considerata come un fluido imponderabile presente in tutti i corpi. Fu poi Franklin che dette alle elettricità vitrea e resinosa i nomi di elettricità positiva e negativa che sono ancora in uso. L'eccesso o il difetto di fluido rende il corpo elettrizzato positivamente oppure negativamente e la tendenza a ritornare in una condizione di equilibrio dà origine alla scarica elettrica e alle forze di attrazione e repulsione.

Scoprì il cosiddetto potere delle punte. Circa questo potere, che viene sfruttato nel parafulmine, mi limito a dire come esso dipende dal fatto che la carica elettrica (la quale non si trova mai nell'interno di un conduttore, ma solo alla superficie), non si distribuisce in modo uniforme sulla superficie stessa, a meno che il conduttore non sia sferico: essa si porta specialmente negli spigoli e sulle punte. Di qui poi, per la nota repulsione fra cariche elettriche di ugual nome, sfugge nell'aria, provocando un soffio o "vento elettrico" che può piegare anche la fiamma di una candela, o far girare il curioso "arganello elettrico". Questo vento, però, non è costituito dalle cariche elettriche pure, bensì dalle molecole d'aria a cui esse si attaccano, e che, insieme ad esse, sono poi respinte dalla punta carica di elettricità.

Avanzò la legge della conservazione della carica elettrica per spiegare le proprietà della bottiglia di Leida. Indipendentemente dai lavori degli scienziati europei, scoprì che l'effetto della bottiglia di Leida non dipende dalla quantità di liquido, ma dall'ampiezza delle armature. Egli risolse per primo il problema di quale fosse la funzione del vetro nella bottiglia di Leida o nel quadro di Franklin, vero prototipo del condensatore ad armature piane, e delle armature che sono a contatto con esso. Purtroppo i tempi non erano ancora maturi per condurre una analisi rigorosa e quantitativa del condensatore, poiché i concetti di differenza di potenziale e di capacità non esistevano. Nel 1780, gli studi di Alessandro Volta sul condensatore lo portarono ad enunciare la relazione, tra la differenza di potenziale ai capi del condensatore, la quantità di carica e la capacità del condensatore stesso, che ancora oggi troviamo su tutti i libri di fisica.

Riflette sulla similitudine tra le scintille delle macchine elettrostatiche e la folgore. Formula, nel 1750, l'ipotesi della natura elettrica della folgore. Comunica a Peter Collinson della Royal Society le sue osservazioni e teorie sulle folgori, che sono fondamentalmente, queste scariche elettriche, prodotte dall'evaporazione del mare e della terra. Deduce che nelle nubi con differente cariche elettriche avvicinandosi l'un l'altra provocano i lampi e le folgori. Perciò, conclude Franklin, le azioni di una macchina elettrostatica e quelle delle folgori sono similari.

Egli enumera queste similitudini in questo modo: 1 - La luce ed il suono prodotto sono simili ad entrambi i fenomeni e sono praticamente istantanei. 2 - Le scintille e le folgori sono in grado di infiammare le materie combustibili. 3 - Assumono entrambe forme analoghe. 4 - Entrambe sono in grado di uccidere creature viventi. (Franklin uccise una gallina con una scarica elettrica prodotta da una batteria di giare di Leida). 5 - Entrambe provocano danni meccanici e producono un odore simile a zolfo bruciato. (Questo condusse alla scoperta dell'ozono). 6 - La folgore e l'elettricità seguono lo stesso conduttore ed entrambe prediligono spigoli e punte. 7 - Entrambe sono in grado di distruggere il magnetismo e persino di invertire le polarità di un magnete. (Nel medioevo, talvolta, la caduta di un fulmine su di una nave poteva alterare o completamente smagnetizzare l'ago magnetico della bussola di bordo: in altre circostanze, la saetta produceva una permanente deviazione dell'ago magnetico. 8 - Entrambe sono capaci di fondere metalli.

Esegue il 10 maggio 1752, la famosissima esperienza. Servendosi di un aquilone di seta, sulla cui cima vi pone una punta sottile di ferro, lega una funicella di canapa all'aquilone e tra la sua mano e la funicella attacca un nastro di seta. Nel punto della loro unione vi attacca una chiave di ferro. Un giorno quando un temporale imperversa sulla sua casa, manda in alto l'aquilone, e sta sotto il portico assieme al figlioletto a vedere che cosa succede. Il primo fulmine scocca senza che nulla accada; Franklin vede tuttavia che alcuni pezzetti di spago pendenti dalla funicella si irrigidiscono ed accostandovi un dito ne vengono attratti. Egli pone allora il dito sulla chiave: immediatamente sente un urto e vede una scintilla. Quando cade la pioggia, e l'elettricità corre così abbondante attraverso la fune di canapa bagnata che Franklin può caricare, per mezzo della chiave, la sua bottiglia di Leida, raccogliendo così le cariche elettriche atmosferiche. In realtà arrischiava, senza saperlo, la sua vita. Fortunatamente per lui e suo figlio, la tensione atmosferica era assai debole. Questo esperimento lo porta, nel 1953, all'invenzione del parafulmine.

Nel 1778, il canonico Giulio Cesare Gattoni, amico di Alessandro Volta, alzò un parafulmine sul tetto della sua casa di Como, il primo della città. Ecco un'idea dell'illustre fisico comasco assai curiosa: dopo aver ottenuto lo sparo della sua pistola con la semplice elettricità che si manifesta nell'atmosfera durante i temporali, pensa di installare la sua pistola su di una lunga pertica o su di un aquilone in modo da avvisare, i contadini, con lo sparo dell'arrivo di un temporale.

Benjamin Franklin non solo usava le macchine elettrostatiche a strofinio per i suoi esperimenti, ma curava persino le indisposizioni della gente con scariche elettriche. Secondo la sua opinione, gli effetti benevoli dell'elettroterapia erano dovuti nella fede del paziente nell'efficacia della cura più che a dei poteri veramente curativi dell'elettricità. "L'immaginazione fa tutto, ed il magnetismo nulla". Era però abbastanza onesto da dichiarare di non aver mai saputo se quelli che miglioravano lo dovevano alla cura oppure alla camminata fatta nel recarsi al suo laboratorio e nel ritorno a casa loro. Tuttavia, l'elettrochoc è ben conosciuto oggi e la sua azione è sovente benefica.

Franklin è molto ammirato: riflettendo sul fluido elettrico, ha concepito l'elettricità come una materia composta da particole infinitamente piccole che può passare attraverso la sostanza dei corpi. Egli ha effettivamente considerato la struttura granulare dell'elettricità. Possiamo dire che ha immaginato, con due secoli in anticipo, la scoperta dell'elettrone e la teoria elettronica della materia.

Altre sue note invenzioni furono le lenti bifocali e la stufa o caminetto noto sotto il suo nome.