STEP #03 - La scienza

 La scienza su cui si basa la TELEVISIONE è la trasmissione di informazioni tramite onde radio.

Fu il fisico tedesco Heinrich Hertz a dare per primo, nella storia scientifica, una veste sperimentale alle “onde elettriche”. Nel 1879, nella sua tesi di dottorato, e sostenuto dalla benevolenza di Helmoltz, Hertz si era notevolmente interessato alle oscillazioni che si manifestavano sui fili conduttori quando veniva provocata la scarica di una bottiglia di Leyda. (La bottiglia di Leida costituisce la forma più antica di condensatore elettrico. Fu utilizzata per condurre molti dei primi esperimenti sull'elettricità durante la seconda metà del XVIII secolo. L'invenzione viene attribuita generalmente all'olandese Pieter van Musschenbroek, di Leida, nei Paesi Bassi.

Una bottiglia di Leida consiste tipicamente in una bottiglia in vetro circondata all'interno e all'esterno da sottili strati metallici. Il rivestimento interno è collegato all'elettrodo di un generatore elettrostatico attraverso un conduttore (un cavo, una catena, ecc.), mentre il vetro funge da dielettrico.

Le bottiglie di Leida possiedono una capacità elettrica piuttosto elevata, che unita all'alta rigidità dielettrica e allo spessore del vetro, le rende ideali come condensatori per alta tensione.)

Personaggio di spicco nello studio della trasmissione delle informazioni tramite onde elettromagnetiche fú Marconi.

Infatti, a partire dalla primavera del 1895, Guglielmo Marconi si cimentò nel ripetere gli esperimenti di Hertz, avendo avuto modo anche di vederne la replica presso il laboratorio di Augusto Righi, professore ordinario di Fisica presso l’Università di Bologna. Come già detto in altre parti, il giovane Marconi non intendeva dare contributi scientifici agli studi che fervevano in quell’epoca sui fenomeni dell’elettricità: semplicemente voleva mettere a punto un sistema capace di utilizzare in modo concreto le onde elettriche, e ciò significava sostanzialmente due cose:

1. individuare il modo per poter inviare informazione, sotto forma di messaggi intelligenti e intelligibili;

2. indagare sulla distanza a cui potevano giungere le onde elettriche, per la consegna a destinazione dei messaggi emessi in trasmissione.

Un ulteriore studio lo si è fatto per quanto riguarda il sistema Antenna-Terra ,infatti, Nella ricerca di metodi per aumentare la distanza di trasmissione, nell’estate del 1895 Guglielmo Marconi fece alcune importanti scoperte.

Si accorse che i risultati sulla portata miglioravano se venivano aumentate le capacità su cui terminavano i conduttori sia dell’oscillatore che del coherer; per questa ragione, cominciò ad utilizzare grandi superfici metalliche connesse ai due poli dell’oscillatore, come lastre di ferro zincato.

Ma il miglioramento risultava ancor più evidente qualora egli allontanasse fra loro le due lastre, e ancor più se una delle due fosse stata in contatto col suolo.

Giunse così a porre sotto terra una lastra collegata ad un polo dell’oscillatore, e sollevò l’altra su un supporto isolante realizzato con canne di bambù; questo lastra che rappresentava una capacità verso terra, fu via via sostituita con altri oggetti, come cubi metallici, che Marconi innalzò su un alto palo, e il miglioramento della portata di trasmissione risultò sorprendente, tanto da toccare la distanza di 2 km.

Con questo metodo “mediante la terra”, come fu da lui definito, per distinguerlo da quello precedente “attraverso l’aria”, Marconi abbandonò quello che oggi sappiamo fosse il campo delle onde ultracorte, focalizzate con metodi di ottica geometrica, per passare a lavorare con onde di lunghezza decisamente maggiore. Siamo nell’autunno del 1985, e Guglielmo Marconi aveva realizzato, con un lavoro frenetico di alcuni mesi, il nocciolo essenziale della sua invenzione: un apparato capace di trasmettere informazione, attraverso un’antenna in grado di lanciare a distanza onde elettromagnetiche.

Negli anni successivi la distanza di trasmissione aumentò progressivamente: determinanti furono le prove fatte a La Spezia con la Marina Italiana, in cui Marconi credette di poter definire una relazione tra la lunghezza del conduttore che formava l’antenna, e la portata del collegamento.

Come si può intuire, il sistema di Marconi operava su una frequenza grossolanamente definita dalle costanti distribuite dell’oscillatore e degli oggetti che vi erano connessi (sostanzialmente la lunghezza dei conduttori d’antenna). Ma egli non si preoccupava granchè di scegliere particolari lunghezze d’onda, se non in funzione dei risultati ottenuti in termini di lunghezza del collegamento. Già alcuni anni prima, però, il fisico inglese Lodge aveva affermato la necessità di “sintonizzare” i circuiti dell’oscillatore e del rivelatore. Considerando l’oscillatore di Hertz accoppiato al sistema antenna-terra, quanto più stretto è l’accoppiamento tanto maggiore è lo smorzamento dell’onda radioelettrica, e di conseguenza l’emissione dell’energia avviene entro una vasta gamma di frequenza, con un massimo in corrispondenza della lunghezza d’onda su cui l’oscillatore risuona. Su tale massimo, secondo Lodge, doveva venire sintonizzato il dispositivo ricevente, che presentava un massimo di sensibilità in corrispondenza della risonanza del dipolo che alimenta il coherer.