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Il sole, la nostra stella - TESINA




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Il sole, la nostra stella


Il moto del Sole


Il Sole partecipa al moto di rotazione della Galassia, spostandosi, rispetto alle stelle vicine, alla velocita' di 19.7 km/s verso un punto della volta celeste detto apice del moto solare.
Inoltre possiede anch'esso, come i pianeti, un moto di rotazione intorno al proprio asse, inclinato di 7o 15' sul piano dell'eclittica, con velocita' angolare variabile secondo la latitudine; infatti, trattandosi di una sfera di gas, non ruota rigidamente ma presenta una rotazione differenziale, cioe' piu' lenta ai poli e piu' veloce all'equatore.
All'equatore, il periodo di rotazione e' di circa 25 giorni.



Il Sole e' la nostra fonte di calore, luce ed energia. Nel suo interno c'e' una fornace nucleare che consuma combustibile al ritmo di miliardi di chili al secondo, fondendo protoni, cioe' nuclei di atomi di Idrogeno, e liberando energia. Si tratta di una stella di dimensioni e luminosita' medie, circa a meta' della sua vita dopo 5 miliardi di anni di attivita'.
Il Sole e' composto per il 90% di gas Idrogeno, poi di Elio e in piccolissime quantita' di tutti gli altri elementi chimici. Ha un raggio di 695.000 km, 109 volte quello della Terra, e la sua superficie visibile, la fotosfera, ha una temperatura di circa 6000 gradi.
Un flusso di particelle formate da protoni ed elettroni viene emesso in continuazione formando il vento solare che investe tutti i pianeti. Noi distiamo dal Sole 150 milioni di km, e la sua luce impiega 8 minuti per percorrere questa distanza. La stella piu' vicina a noi dopo il Sole e' Proxima Centauri, ma la sua luce per raggiungerci deve viaggiare per piu' di 4 anni.

Il Sole visto ai raggi X. La sua superficie si presenta granulosa a causa dei moti convettivi che fanno affiorare dall'interno bolle di gas incandescente. Nella zona esterna, la corona, si vede una grande protuberanza.
(NASA-Skylab)

Particolare di una protuberanza. Queste strutture si formano da enormi concentrazioni di gas della corona solare che hanno minore temperatura rispetto all'ambiente circostante. Si possono estendere per milioni di km. L'immagine e' stata ottenuta con un coronografo, strumento che occulta il disco del Sole per evidenziare i particolari esterni.
(NASA-Skylab)

L'energia prodotta per fusione nel nucleo e' portata verso l'esterno da processi di assorbimento e riemissione nella zona radiativa e poi dai moti convettivi del materiale gassoso che sale verso la superficie e raffreddandosi risprofonda. Questi moti generano campi magnetici che si manifestano all'esterno con la formazione delle macchie, delle protuberanze, e di altre forme di attivita'.

Sequenza dell'eclisse totale di Sole dell'11 luglio 1991, fotografata dal Messico.
(Foto R. Crippa)

Eclisse totale di Sole dell'11 luglio 1991. Quando il Sole, la Luna e La Terra si trovano allineati in determinate posizioni relative, il disco della Luna arriva a nascondere totalmente la vista del Sole per alcuni minuti, lasciando sulla Terra una zona d'ombra. In questi momenti e' possibile osservare piu' chiaramente la corona solare, che rappresenta l'atmosfera della nostra stella, e il fenomeno delle protuberanze.
(Foto R. Crippa)

In questa fase finale dell'eclisse di Sole del 18 marzo 1988 si vede il disco del Sole ancora parzialmente coperto, mentre la sua superficie mostra chiaramente le macchie solari, osservate per la prima volta da Galileo.
(Foto V. Maffei, A. Mormando, A. Possenti)

Uno dei piu' estesi gruppi di macchie solari della storia moderna: quello dell'Aprile-Maggio 1947. Le macchie sono aree di attivita' particolare della fotosfera, legate al campo magnetico, che possono durare fino ad alcune settimane e tendono a formarsi con un periodo ciclico undecennale che sembrerebbe influenzare il clima terrestre. Dal loro spostamento regolare Galileo capi' che il Sole ruota sul proprio asse.


La missione ulysses dell'esa

Lanciato da uno Space Shuttle nel 1990, Ulysses ha gia' esplorato una volta i poli del Sole nel 1994 e 1995. La sonda e' ora in viaggio di ritorno verso Giove per poi iniziare la seconda esplorazione dei poli solari nel 2000-2001.

Ulysses: alla scoperta dei poli del Sole.
Lo studio sistematico del Sole e delle sua proprieta' era gia' iniziato negli anni '60. Molte sonde interplanetarie negli anni '70 si erano spinte fino ai pianeti piu' vicini al nostro astro. Nessun satellite pero' aveva mai esplorato i poli del Sole. Nel 1994, dopo un viaggio interplanetario di 4 anni, la sonda spaziale Ulysses dell'ESA ha sorvolato il polo sud del Sole (a 300 milioni di chilometri di distanza) e l'anno dopo e' passata sopra il polo nord. La scoperta piu' singolare e' stata che il Sole non ha poli magnetici! Ulysses e' attualmente in viaggio verso Giove. La forza di attrazione gravitazionale del pianeta gigante dara' alla sonda la spinta necessaria a farla ritornare come un boomerang ancora una volta ai poli del Sole (2000-2001).

La traiettoria compiuta da Ulysses per raggiungere il Sole ha sfruttato la spinta gravitazionale di Giove. 
(NASA)

Gli obiettivi scientifici di Ulysses. La sonda studia: il vento solare e il campo magnetico; le emissioni radio e di plasma; i raggi x e le particelle energetiche; il gas interstellare e la polvere cosmica; i raggi gamma di origine cosmica.
(ESA)

Immagine artistica della sonda nelle vicinanze dei poli solari. La missione congiunta ESA-NASA esplora l'eliosfera, la regione dominata dal flusso di vento solare.
(ESA)

Disegno della struttura su larga scala dell'eliosfera. Sono visibili i confini principali di cui si suppone l'esistenza. Le orbite dei pianeti esterni danno l'idea delle dimensioni dell'insieme.
(ESA)

Modello al calcolatore dei componenti principali dell'eliosfera: la corona, il vento solare e il campo magnetico.
(ESA)

La missione soho dell'esa

Lanciato il 2 Dicembre 1995 con un vettore americano Atlas II, SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) studia il vento solare e il Sole dal suo interno fino alle regioni piu' esterne.

Una delle scoperte piu' sorprendenti di questi ultimi decenni riguardo al Sole e' che il nostro astro 'canta'. Le note, che avrebbero frequenza troppo bassa per essere udite dall'orecchio umano, non riescono a propagarsi nel vuoto dello spazio interplanetario. Gli specialisti della fisica solare, tuttavia, riescono a rivelare un movimento ritmico che si produce alla superficie del Sole, generato dal riverbero di onde sonore al suo interno. Le oscillazioni che ne derivano hanno frequenze ben definite, come note musicali, e la loro analisi getta nuova luce sulla struttura del Sole. Nel Dicembre del 1995 l'ESA ha lanciato il satellite SOHO per fare una registrazione 'hi-fi' del canto del Sole. La durata prevista della missione e' di 2 anni.

Visione artistica del satellite in orbita. SOHO e' in una regione di equilibrio tra la forza di attrazione solare e quella terrestre, a 1,5 milioni di chilometri dalla Terra nella direzione del Sole.
(ESA)

SOHO durante l'assemblaggio e i test alla Marconi di Porsmouth (Inghilterra).(ESA)

UVCS, Spettrometro Coronagrafo Ultravioletto.
Lo Spettrometro Coronagrafo Ultravioletto (UVCS) osserva la radiazione diffusa dalla corona solare nell'Estremo Ultravioletto (EUV). Esso puo' determinare i parametri principali (temperatura, densita' e velocita' di flusso di massa) del plasma costituente la corona solare. Il suo funzionamento si basa sullo stesso principio delle eclissi solari, che rendono possibile l'osservazione della corona molto meno luminosa del disco solare. Nel caso dell'UVCS il disco viene mascherato da uno schermo di dimensioni opportune; lo strumento, puntato costantemente verso il centro del Sole, puo' ruotare attorno al proprio asse, rendendo cosi' possibile la mappatura completa della corona.

Vista del modello di volo dello spettrometro UVCS con le fenditure di ingresso dei tre canali schermate dai 'baffles' (necessari per proteggere dalla luce diffusa) e le relative movimentazioni. Lo strumento e' stato realizzato in collaborazione fra Smithsonian Astrophysical Observatory (Cambridge, USA), ETH (Zurigo, Svizzera), Goddard Space Flight Center (USA) e le Universita'di Firenze, Padova, Torino e Catania, coordinate dall'ASI.
(Universita' di Padova, CISAS)

Immagine ultravioletta della corona e del disco solare ottenuta rispettivamente con UVCS e con EIT. L'immagine mostra delle 'polar plumes' osservate nel polo nord solare, ad una distanza compresa tra 1.5 e 2.5 raggi solari.
(Universita' di Padova, CISAS)


Per le prove ottiche, elettroniche e meccaniche a terra sullo spettrometro UVCS, compiute presso il Dipartimento di Elettronica ed Informatica dell'Universita' di Padova, e' stato utilizzato il Laboratory Evalutation Unit (LEU).

L'energia solare 

 

Immagine del Sole in H alpha (National Solar Observatory
/Sacramento Peak)

Il Sole, il corpo centrale del Sistema Solare, e' una sfera di gas incandescente, per lo piu' idrogeno ed elio, della massa di 2 1033 g (2 miliardi di miliardi di miliardi di tonnellate), pari al 99.9 % della massa totale del Sistema Solare stesso.
Il diametro del Sole e' di ben 1.392.000 Km, 109 volte quello terrestre, e corrisponde, visto da Terra, ad un diametro angolare di circa 32 minuti d'arco, quasi pari a quello della Luna: questo da' luogo al fenomeno delle eclissi; cioe' alla sovrapposizione apparente del disco lunare e di quello solare. La densita' media del Sole e' di 1.4.

Emissione di energia del Sole

Il Sole viene classificato come una stella nana di tipo spettrale G2; la sua temperatura superficiale e' di circa 5.700 gradi ed esso emette radiazione elettromagnetica prevalentemente nella regione ottica e nel vicino infrarosso, tra 2.000 Angstrom e 3 micron, con una potenza di 400.000 miliardi di miliardi di KW (4 1033 erg/sec).

L'origine di questa emissione, che nel secolo scorso era stata attribuita alla contrazione gravitazionale del Sole e al conseguente riscaldamento del suo interno, risiede invece nella fusione nucleare che avviene nel centro: a causa della sua grande massa, le regioni interne del Sole vengono compresse fino a raggiungere temperature elevatissime (15 milioni di gradi) e ad innescare cosi' la fusione, che richiede alte pressioni e temperature.

La fusione nucleare consiste nella trasformazione di quattro nuclei di idrogeno (il costituente principale del Sole) in un nucleo di elio; la massa di quest'ultimo e' leggermente minore della somma delle masse dei nuclei di idrogeno; la differenza viene trasformata in energia.



Schema della fusione nucleare all'interno delle stelle (Michiel Berger)


Ogni secondo, 594 milioni di tonnellate di idrogeno vengono trasformate in 590 milioni di tonnellate di elio; la differenza, 4 milioni di tonnellate, corrisponde all'energia che il Sole irradia in un secondo, per la legge E=mc2, dove E e' l'energia prodotta, m la massa trasformata in energia e c e' la velocita' della luce.

La fusione nucleare e' autoregolata in modo tale che l'emissione di energia sia stabile nel tempo; le riserve di idrogeno nel nucleo non sono pero' i llimitate e la durata totale di questo processo e' di circa 10 miliardi di anni.
Poiche' l'eta' del Sole e' stata stimata 5 miliardi di anni, tra altri 5 miliardi di anni la fusione cessera' ed esso comincera' a trasformarsi, diventando piu' freddo e meno luminoso, cioe' una gigante rossa; i suoi strati esterni si espanderanno inghiottendo i pianeti piu' vicini, tra cui la Terra, dopodiche' finira' la sua vita come nana bianca, diventera' cioe' una stella molto calda e densa ma poco luminosa, e si spegnera' lentamente.


Immagine del Sole in raggi X.
Le regioni piu' chiare sono sorgenti
di emissione X piu' intensa.
(Calvin J. Hamilton e Yohkoh)

La struttura del Sole


Le altissime temperature all'interno del Sole fanno si' che il gas sia quasi completamente ionizzato, cioe' che gli elettroni vengano strappati alle loro orbite e si muovano liberamente nel gas. La temperatura decresce da 15 milioni di gradi nel centro fino a circa 5.700 gradi alla superficie.
Anche la densita' del gas decresce verso l'esterno, da circa 158 g/cm3 al centro fino a 10-7 in superficie; in realta ' il Sole non possiede una superficie fisica ben definita: quella che noi possiamo vedere e' soltanto una superficie detta fotosfera: uno strato di gas molto sottile (dello spessore di circa 200 Km), che circonda la zona interna e che emette radiazione nella banda ottica.


La struttura interna del Sole
(NASA/ESA)



L'interno e' composto da un nucleo, nel quale avvengono le reazioni di fusione, circondato da uno strato di gas detto zona radiativa, a sua volta circondato da uno strato detto zona convettiva dello spessore di 150.000 Km.
Nella zona radiativa, l'energia prodotta dalla fusione nucleare viene trasportata verso l'esterno tramite fotoni che vengono trasferiti da uno ione all'altro, in un processo molto lento, che richiede qualche milione di anni; muovendosi verso l'esterno la temperatura del gas diminuisce e gli atomi degli elementi piu' pesanti cominciano a ricombinarsi con i propri elettroni.
Gli elettroni cosi' ricombinati possono assorbire un fotone e venire strappati nuovamente all'atomo; questo provoca un rallentamento del cammino della radiazione verso l'esterno.
Si sviluppano cosi' dei moti convettivi nel gas, cioe' delle bolle di gas caldo s'innalzano verso la superficie, dove si raffreddano, facendo da veicolo per l'energia che altrimenti resterebbe intrappolata all'interno. Questi moti, simili a quelli che si producono in una pentola d'acqua in ebollizione, fanno affiorare in superficie delle bolle di gas che dan no origine alla granulazione della fotosfera, cioe' ad un aspetto irregolare simile ad un insieme di grani di riso molto luminosi e visibili nella banda ottica dello spettro.

Le macchie solari



Un gruppo di macchie
solari. La granulazione
deriva da eruzioni turbolente
di energia alla superficie.
(National Solar Observatory/
Sacramento Peak)

Sulla fotosfera si distinguono anche regioni oscure, di numero, forma e dimensioni variabili, dette macchie solari.
Queste furono osservate al cannocchiale da Galileo Galilei nel 1610, ma erano gia' note nell'antica Cina. Le macchie appaiono spostarsi sulla superficie del disco solare, come conseguenza del moto di rotazione del Sole, e le loro proprieta' variano secondo cicli di circa 11 anni. Esse hanno dimensioni comprese tra poche migliaia e piu' di duecentomila Km e sono circondate da regioni di penombra.




Il ciclo di attivita' delle macchie solari negli ultimi 250 anni. (Michiel Berger)


Il loro aspetto oscuro e' dovuto al fatto che sono piu' fredde (hanno temperatura di circa 4.500 K) e quindi meno luminose della fotosfera. Spesso si riuniscono a gruppi di decine, grandi e piccole. Lo sviluppo di un gruppo di macchie comincia con l'apparire di piu' macchie piccole, che poi si espandono aggregandosi tra loro; questo processo puo' durare da una settimana a qualche mese. L'origine delle macchie solari sembra dovuta al campo magnetico solare, come gran parte dell'attivita' fotosferica: esse possiedono infatti un intenso campo magnetico. Inoltre appaiono sede di moti convettivi vorticosi, durante i quali gas proveniente dall'interno si raffredda arrivando alla superficie.
Anche il ciclo di 11 anni sarebbe spiegabile in termini dell'attivita' magnetica solare, in particola re sarebbe dovuto alla rotazione differenziale del Sole , che deforma le linee del campo magnetico.



Il campo magnetico solare.
Le regioni scure sono sede
di polarita' magnetica positiva,
quelle chiare di polarita' negativa.
(GSFC NASA)


Vicino alle macchie solari si distinguono aree brillanti dette facole, visibili in luce bianca. Esse sono prodotte da gas convogliato dall'interno lungo le linee del campo magnetico. Infine, nelle vicinanze delle macchie si notano i flares, o brillamenti, cioe' esplosioni di brevissima durata durante le quali dalla superficie solare vengono emessi getti di gas e radiazione; la frequenza di questo fenomeno e' legata all'attivita' solare, in particolare a quella magnetica.



Un flare solare osservato in H alpha
(National Solar Observatory/
Sacramento Peak)

L'atmosfera e la cromosfera

Sopra la fotosfera c'e' l'atmosfera solare, la cui parte inferiore e' detta cromosfera, uno strato di gas caldo (10-20.000 gradi) dello spessore di 2.000 Km, rivelata attraverso l'emissione di una riga spettrale dell'idrogeno a 6563 Angstrom, nella zona rossa dello spettro visibile. Se osservata con un filtro rosso, la cromosfera appare molto irregolare a causa di fenomeni che riguardano il gas degli strati i piu' esterni. In particolare vi si distinguono le protuberanze, getti di gas caldo che appaiono come gigantesche lingue di fuoco emesse dalla superficie e scompaiono dopo pochi giorni o settimane; e le spicule, piccole lingue di idrogeno larghe qualche centinaio di chilometri, che si originano nella bassa e media cromosfera e scompaiono dopo pochi minuti.


Una delle piu' spettacolari
protuberanze solari mai osservate,
delle dimensioni di 588.000 Km.
E' stata osservata dallo Skylab
nel dicembre 1973 (NASA)



Immagine in luce ultravioletta
di un'eruzione solare.
L'immagine e' stata presa
dal satellite SOHO (SOlar
and Heliospheric Observatory)
nel 1996. (ESA/NASA)

Oltre la cromosfera e' presente una vasta regione di gas ionizzato e caldissimo ed estremamente rarefatto, detta corona solare; essa ha una luminosita' molto inferiore a quella della fotosfera e pertanto non e' normalmente visibile, se non durante le eclissi di Sole, che ne oscurano la parte piu' brillante. La corona solare emette fortemente nella banda radio; il suo spettro indica la presenza di atomi di calcio privi di ben 14 elettroni, e di atomi di ferro privi di 13 elettroni: questo indica una temperatura del gas di oltre un milione di gradi.



Il gas coronale alla temperatura di
un milione e mezzo di gradi, osservato
dall'Extreme UltraViolet Imaging
Telescope sulla sonda SOHO (SOlar
Heliospheric Observatory).
Si possono notare le strutture
del campo magnetico solare. (ESA/NASA)




L'origine di questa altissima temperatura non e' ancora ben nota. L'estensione della corona e' difficile da determinare, perche' la sua luminosita' decresce gradualmente fino a molti milioni di chilometri dal Sole. Il Sole, inoltre, emette continuamente un getto di gas ionizzato, detto vento solare, ad una velocita' variabile tra 250 e 850 Km/s.



In quest'immagine di un'eclisse totale del 1977 si vede bene la corona solare. (Calvin J. Hamilton)



Immagine di un'eclisse solare totale del luglio 1991, fotografata da Steve Albers in California


Questo flusso di ioni, che si puo' considerare un po' come il prolungamento della corona, viene spinto fino a grandi distanze dal Sole e interagisce con la magnetosfera e la ionosfera dei pianeti, perturbandola e producendo fenomeni come le aurore polari.

Pennacchi di gas caldo che fuoriescono dal Sole, forse sorgenti di vento solare e di particelle cariche. Dall'alto verso il basso: il campo magnetico vicino al polo sud solare; immagine ultravioletta di un pennacchio alla temperatura di un milione di gradi, nella stessa regione; immagine ultravioletta di una regione di atmosfera solare piu' qiueta e vicina alla superficie . (ESA/NASA)

Il sistema fotovoltaico: dalla superficie solare a quella terrestre


La struttura di un sistema fotovoltaico può essere molto varia; nella sua forma più generale, lo schema di un sistema è riportato a lato anche se in generale la maggior parte delle realizzazioni pratiche impiegano solo una parte dei componenti . I sistemi sono abitualmente costituiti da moduli assemblati su una struttura portante fissa, in genere inclinata di un angolo pari alla latitudine del sito, in modo da ottimizzare così il rapporto fra l'energia raccolta sul piano dei moduli e il costo globale del sistema.


Componenti di un sistema PV completo




Caratteristica delle celle solari

Una cella fotovoltaica è sostanzialmente un diodo di grande superficie. Esponendola alla radiazione solare, la cella si comporta come un generatore di corrente.
La potenza massima erogabile in condizioni di illuminazione e temperatura specificate viene misurata in watt di picco (Wp). Si è convenuto internazionalmente di stabilire come condizioni di riferimento una temperatura della giunzione di 25° C e un irraggiamento di 1000 W/m² . L'efficienza di una cella fotovoltaica risulta dal rapporto tra la potenza massima da essa erogata (P max) e l'irraggiamento incidente sulla sua superficie (A cella):

h = P max /1000 x A cella




Schema di funzionamento della cella PV 




esempi di moduli esistenti in commercio


Campo PV connesso alla rete


Centrale fotovoltaica composta di pannelli disposti in file parallele.

Il campo fotovoltaico

Il campo fotovoltaico è un insieme di moduli fotovoltaici opportunamente collegati in serie e in parallelo in modo da realizzare le condizioni operative desiderate. Più moduli o pannelli collegati elettricamente, per ottenere la tensione nominale di generazione, formano la stringa. Infine il collegamento elettrico di più stringhe costituisce il campo.
Nella fase di progettazione di un campo fotovoltaico devono essere effettuate alcune scelte che ne condizionano il funzionamento.
Una scelta fondamentale è, sicuramente, quella della configurazione serie-parallelo dei moduli che compongono il campo fotovoltaico; tale scelta infatti determina le caratteristiche elettriche del campo fotovoltaico.
Appena la taglia del campo fotovoltaico supera alcuni kilowatt di picco, le dimensioni ed il peso complessivo dei moduli diventano tali da richiedere la suddivisione del campo in pannelli. I pannelli a loro volta possono essere disposti in file parallele con l'inclinazione desiderata. In questo caso la distanza minima fra le file di pannelli non può essere casuale ma deve essere tale da evitare che l'ombra della fila anteriore copra quelli della fila posteriore. E' quindi necessario calcolare la distanza minima tra le file in funzione dell'altezza dei pannelli, della latitudine del luogo e dell'angolo di inclinazione dei pannelli, affinchè non si verifichi ombreggiamento alle ore 12 del solstizio invernale.


Gli accumulatori

Nei sistemi fotovoltaici isolati l'immagazzinamento dell'energia viene, in genere, effettuato mediante accumulatori elettrochimici. La presenza di batterie di accumulo permette di far fronte a punte di carico, senza dover sovradimensionare i generatori, nonchè di garantire la continuità dell'erogazione di energia, anche in caso di basso irraggiamento o guasto temporaneo dei generatori. Inoltre la batteria di accumulo svolge, spesso, il compito di realizzare l'accoppiamento ottimo fra il generatore fotovoltaico e il resto del sistema.
Lo sviluppo tecnologico in questo settore, legato all'industria automobilistica, ha permesso di ottenere accumulatori al piombo acido con bassa autoscarica, lunga vita (maggiore di 6 anni) e manutenzione ridotta (o addirittura nulla).


accumulatori elettrochimici
Villaggio isolato


The photovoltaic system: From the solar surface to the heart surfase


The structure of a photovoltaic system can be very varied; in its most general form, a block system is shown here. Even if, in general, the most practical realizations use only some components. The systems are usually composed of components assembled on a fixed carrying structure, generally at angle equal to the latitude of the site, so that the ratio of the energy to the pannel and the global cost of the system is optimum.

Solar cell characteristics

A photovoltaic cell is substantially a big diode behaving like a current generator when exposed to solar radiation. The maximum suppling power in specific conditions of lighting and temperature is measured in watt of peak (Wp). A junction temperature of the 25° C and a 1000 W radiation, are considered international conventional values [m²]. A photovoltaic cell efficiences, results from the ratio of its maximum power to the radiation on its surface (a cell):

h = P max /1000 x A ceII

Note pleasing shadow effect of solar _panels in this Conservatory installation PV cell operating block.
sistema fotovoltaico Components of a complete PV system.






moduli PV Examples of elements on the market.
Campo PV PV block connected to the net.
Campo Pv Photovoltaic station composed of pannels arranged in parallel lines.            

The photovoltaic block

The photovoltaic block is composed of photovoltaic elements connected in series and in parallel so that the operating conditions you desire are possible the string is formed by: More components or panels electrically connected to get the nominal generation voltage. Finally the electric connection more laces constitute the block.
In the planning phase of a photovoltaic block must be effects some choices.The block operation depends on them.
A fundamental choice is, surely, the series-parallel configuration of the components of the photovoltaic block; such a choice, in fact, determines the electric characteristics of the block.
As soon as the size of the photovoltaic block is over some kilowatts of peak, the sizes and the whole weight of the components are such to require the subdivision of the block in to panels. The panels in can be arranged parallel lines with the desired inclination. In this case the least distance among the lines of panels can not be accidental but must avoid that the shade of the anterior line covers those of the back line. It is therefore, necessary to calculate the least distance among the lines in accordance with the panel sheight, the place latitude and the inclination angle of the panels, morder that shading doesn`t take place at 12 o`clock of the winter solstice.


Accumulators

In the isolated photovoltaic system the energy is generally, stored by means of electrochemical accumulators. The presence of accumulation batteries allows to pace points of load, without the generators, as well as to guarantee the continuity of energy, supples also in the case of low radiation generator or temporary breakdown of the generators. Besides the accumulation battery, often effects, the excellent joining between the photovoltaic generator and the rest of the system.
The technological development in this sector, tied up to the auto industry, has permitted to get acid lead accumulators with low auto discarge, long life (over 6 years) and reduced maintenance.


Solar panels neatly integrated into sunroom roof instead of the typical solar panels which are obtrusive when mounted on to your house roof.
Electrochemical accumulators

Villaggio isolato
Isolated village

Applicazioni sui pannelli solari: (esempi sull'illuminazione pubblica)

Lampione fotovoltaico SPL11/G

Lampione fotovoltaico SSL 26

Lampione fotovoltaico SPL11/S


Accadde nel

Date

Storia

Letteratura

Scienza e tecnica


La morte di Enrico IV di Borbone

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La scienza di Galileo Galilei


La campagna D'Italia

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La prima vaccinazione


La carboneria

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La locomotiva a vapore


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Positivismo

L'effetto Doppler


vuoto

Decadentismo

La teoria dello spaziotempo

Le date scelte, fanno riferimento ai periodi in cui sono stati ripresi gli studi sulla superficie solare.


 La morte di enrico iv         

Muore il 14 maggio, ENRICO IV di Borbone, re di Navarra e re di Francia. Dopo aver firmato un'alleanza con la Unione protestante tedesca contro i cattolici e gli Asburgo, un fanatico cattolico, Francois Ravaillac, lo assassina mentre il re percorre una strada di Parigi.
Enrico educato dalla madre alla fede calvinista, nel 1569 divenne capo indiscusso del partito ugonotto in lotta contro il potente partito cattolico dei Guisa. Gli succede il figlio LUIGI XIII, di sole nove anni, sotto la reggenza di Maria de' Medici, sposata da Enrico  come abbiamo gia letto, nel 1600, dopo aver ripudiato la moglie Margherita di Valois. 
Maria de' Medici presto si avvarrà di un personaggio molto singolare. Un giovane militare che non per sua scelta divenne vescovo. Lo troviamo fin d'ora reggente del novenne Luigi XIII. Maria lo nominò  prima elemosiniere, poi segretario di stato alla Guerra e agli affari esteri: il suo nome ARMAND RICHELIEU.
Durante l'ancien regime il regicidio era naturalmente considerato il crimine piu' grave che un suddito potesse commettere; durante l'esecuzione i carnefici e il pubblico si accanivano macabramente sul corpo del regicida. L'atroce supplizio del monaco Ravallaic (27 maggio 1610), l'assassino di Enrico IV, è descritto con una certa dovizia di particolari e non senza spirito critico nelle memorie del viaggiatore polacco Jacob Sobieski.


Inizia la campagna d'italia

All'inizio dell'anno le difficoltà del Direttorio si erano accresciute con la caotica situazione delle finanze francesi, nonostante gli sforzi che il Direttorio stesso aveva compiuto per ricostruire l'apparato fiscale e liberarsi dalla massa esorbitante della circolazione monetaria cartacea. Ma proprio queste difficoltà interne spingevano il Direttorio ad una politica bellicosa: una vittoria militare gli appariva infatti come il solo modo per consolidare il proprio prestigio rispetto a Monarchici e Giacobini, ma anche per 'risolvere' il problema finanziario con le 'contribuzioni' dei paesi occupati. Ai primi del 1796, pertanto, l'infaticabile Lazzaro Carnot, che manteneva in seno al Direttorio le sue funzioni di direttore militare, progettava un'offensiva di grandi proporzioni, mediante due eserciti, agli ordini dei Generali Jourdane e Moreau, che avrebbero dovuto invadere la Germania e puntare su Vienna. Un terzo esercito, con forze minori, avrebbe dovuto facilitare questo piano, tenendo impegnate in Italia le forze del re di Sardegna e parte di quelle Austriache.
2 MARZO - Napoleone  chiamato da  Barras - che voleva in questo modo compensare i servigi resi in occasione della Rivolta parigina - viene nominato comandante supremo dell'Armata d'Italia. 
Nella strategia del direttorio la campagna in Italia era solo un'offensiva secondaria, la principale era invece quella che doveva essere sferrata sul Reno dai generali Jourdan e Moreau. A loro due furono affidate le migliori truppe. Al giovane ventisettenne Napoleone, misero a disposizione 38.000 soldati raccattati qui e là, male armati, male equipaggiati, inesperti, insofferenti alla disciplina, abulici,  e molti di loro per la prima volta inquadrati in un reparto militare.
Doveva insomma pensarci Napoleone a farsi il suo esercito, a organizzarlo a disciplinarlo a metterlo in movimento. Napoleone scrisse al direttorio: 'quello che esigete da me, sono miracoli, ed io non li posso fare'. Lui che è dell'artiglieria, non ha nemmeno un reparto di artiglieria. Ha in tutto 24 piccoli cannoni da montagna. Lui che ha vinto l'assedio a Tolone non ha un solo soldato che abbia mai  partecipato ad un assedio. Gli hanno dato 400 cavalli malati. Viveri per i suoi  38.000 uomini per un solo mese, a mezza razione. E 300.000 franchi per le paghe: 7 franchi per ogni soldato, sottufficiali e ufficiali compresi. Paghe da fame.
Insomma, nel vedere e sentire queste miserie, alcuni erano tornati a cantare gli inni reali; 'altro che impresa repubblicana' ! Erano coscienti di essere stati scelti per andare tutti al macello, messi insieme solo per 'tappare i buchi'.
9 MARZO - Napoleone prima di partire per la campagna d'Italia, sposa Giuseppina Tascher, ved. Beauharnais. assai più anziana di lui e dal passato anche burrascoso: a Giuseppina vedova del Generale ghigliottinato gli veniva attribuita anche una relazione con il Barras, l'uomo che aveva riportato alla ribalta proprio Napoleone. La donna era molto mondana e piuttosto esuberante.
11 MARZO -  A due giorni dal matrimonio, Napoleone lascia Parigi per raggiungere il 'suo' esercito da condurre in Italia per conquistare, 'onore,  gloria e ricchezze'. Non ha nessun piano prestabilito. Non una sola carta a proprio favore. Non conosce i soldati che comanderà, nè questi conoscono lui. Come non conosce i generali, tutti più anziani di lui, di carriera, più pratici di comando e di battaglie, ma che dovranno essere i suoi sottoposti, e sa di non poter essere da loro nè amato nè stimato. 'Sapevo che dalle mie prime giornate dipendeva tutto il mio avvenire.   Decise la mia ambizione, come rivincita contro la mediocrità della vita. 'Poi in Italia, ad Arcole,  con i 'miei' uomini, scoprii che ero stato chiamato a fare grandi cose'. (dalle Memorie).
La 'scampagnata' verso l'ignoto doveva durare 30 giorni, soldi da Parigi non sarebbero mai più arrivati. Se Napoleone voleva continuare avrebbe dovuto pensarci solo lui; cioè 'arrangiarsi' lungo la strada, e la strada che doveva percorrere era -gli avevano detto- ricca di risorse, c'erano città prosperose, c'erano le ricchezze dei Signori, c'erano Musei pieni d'arte, campagne, allevamenti, merci d'ogni genere. In poche parole intendevano dirgli questo: 'porta via quello che vuoi, quando vuoi,  dove vuoi; cioè - arrangiati, espropria, requisisci, 'ruba'.
Ai suoi uomini - a quel rudere di esercito che gli avevano affidato - Napoleone ha fatto un discorso da imperatore romano: 'Soldati, voi siete nudi, mal nutriti; il governo molto vi deve, ma nulla può darvi. La vostra pazienza , il coraggio che mostrate sono ammirevoliio voglio condurvi nelle più fertili pianure del mondo, ricche province, grandi città saranno in potere vostro: vi troverete onore, gloria, ricchezze.'. 
Quando terminò ci fu qualche debole acclamazione, ma poi quando si ritrovarono tutti assieme  qualcuno osservò amaramente: 'Con quella pelle che ha, gialla come il limone, molto resistente non mi sembra, non andrà molto lontano. Ha delle belle parole con le sue pianure fertili! ma dovrebbe pensare prima a darci le scarpe per arrivarci'.
Con gli ufficiali le cose non è che andarono molto diversamente, ma comunque un po' meglio. Li aveva convocati, ma li fece attendere, così l'avversione, la diffidenza e l'insofferenza nei suoi confronti,  aumentò ancora di più. Il più carismatico tra di loro,  Augereau, si sbilanciò con i colleghi: 'io mi farò sentire, userò le maniere forti con questo giovanotto'. Quando arrivò, Napoleone non disse quasi nulla, non fece un discorso di circostanza come ai soldati, ma impartì ai presenti solo ordini secchi e precisi. 'lei farà questo, lei prepari quest'altro, e lei pensi solo a quello ecc, ecc'.  Nessuno fiatò. Lo sguardo di Napoleone li aveva ipnotizzati. Augereau che doveva parlare a nome di tutti,  rimase muto fino alla fine, inchiodato, anche lui a rispondere si, e poi ancora sì, come tutti gli altri; poi  finito l'incontro, con Napoleone che aveva già girato i tacchi, riprese fiato con i colleghi, ma  solo per dire, quasi balbettando, al suo vicino, generale Messena:  'questo piccolo generale corso mi ha fattomi ha fatto paura!'.
1 APRILE - Napoleone in una tenda, passa ore e ore a far calcoli e a visionare mappe. Nello Stato maggiore fatto di vecchi ufficiali abituati all'azione e alle battaglie a vista, questa mania intellettuale appare come una bizzarria. Dirà in seguito Messena: 'passava o per un matematico o per un visionario'.
 Napoleone concepisce infine  il suo piano. Non fa affidamento sulla forza ma sull'intelligenza. Annibale ha invaso l'Italia valicando le Alpi, lui le vuole invece circuire le Alpi. 'Non é necessario attendere l'estate; fra le Alpi e l'Appennino ligure c'é un solco. E da lì noi entreremo,  con la neve ancora dura,  questo mese stesso! Anzi fra sette giorni. La data e il luogo  per i piemontesi e gli austriaci sarà una vera sorpresa, che non si aspettano'.
2 APRILE - Scatta l'ora X. Tutto si svolge secondo i piani ed è una campagna lampo contro il Piemonte: Napoleone osa attaccare - a Cairo Montenotte - l'esercito austriaco comandato dal generale Beaulieu, . 38.000 uomini e 25 cannoni, contro i 70.000 uomini e 200 bocche di fuoco degli austro-piemontesi. Attaccano, sbaragliano, vincono e proseguono.la corsa.
13 APRILE - Altra battaglia vittoriosa di un reparto a  Millesimo, seguita subito dopo da quella a Dego. Gli austriaci che hanno perso contatto con i piemontesi, sono costretti alla ritirata verso la Lombardia. Ma Napoleone invece di inseguirli - come ha fatto in Piemonte -  in quella direzione, secondo il piani del Direttorio, visti divisi i due alleati, quindi con l'esercito sabaudo isolato, non vuole perdere l'occasione, si volge contro i Piemontesi. Il primo a cadere é  il bastione trincerato di Ceva, i piemontesi arretrano su Mondovì, subito inseguiti dai francesi.
21 APRILE - Dilagando da Ceva spalancata, tutti i reparti i francesi raggiungono Mondovì. I resti delle truppe sabaude che vi si erano rifugiate sono sconfitte, nella cosiddetta Battaglia di Mondovì. Uno scontro per nulla impegnativo per i francesi, già pronti a marciare verso Torino. Non c'è più nulla da fare per Vittorio Amedeo III. Con i francesi a pochi chilometri dalla capitale piemontese, il Savoia inviò a Napoleone la richiesta di una tregua d'armi, pronto a trattare a Cherasco il giorno 28 aprile con la disponibilità a cedere alcuni territori.
28 APRILE - Viene firmato a palazzo Salmatoris  l'armistizio di Cherasco (col regno sabaudo sardo piemontese). Con il successivo Trattato di pace firmato a Parigi, la Francia acquisisce Nizza e l'alta Savoia. Ora Napoleone, con le spalle coperte,  ha la strada libera per entrare nel resto d'Italia, dilagare nella pianura Padana. Siamo in Aprile inizio Maggio, e la Primavera ha infiorato valli, campi,  giardini, città e paesi. I suoi soldati non devono più credere  al magniloquente discorso della partenza, davanti a loro hanno una vera  realtà. E che realtà! La Pianura Padana era tutta in fiore! Altro che terra  promessa! Questo era il Paradiso!

La carboneria

Con la morte all'inizio dell'anno anche di FERDINANDO I di Borbone, re delle Due Sicilie, con i decessi dello scorso anno, sono scomparsi in Italia tutti quei sovrani che alla caduta di Napoleone erano tornati con la restaurazione sul trono, e con il regime antiliberale imposto dall'Austria (o meglio da Metternich) si erano impegnati a  combattere i costituzionalisti, i moti  di ogni genere detti 'liberali', per  nuovamente imporre il loro assolutismo di imprinting feudale.I successori, anche se non avevano provato l'onta della destituzione napoleonica, né al loro ritorno sul trono   il piacere della vendetta  covata nei lunghi anni di esilio, non hanno per nulla  modificato   l'atteggiamento reazionario dei padri; il conservatorismo dimostrano che é retrivo e di natura  genetica.
Anche a Napoli, scomparso Ferdinando, il sovrano tanto discusso negli ultimi cinque anni, con i suoi atteggiamenti sorprendenti e dalla condotta sconcertante, gli succede il figlio FRANCESCO I.
Appena salito  sul trono per alcuni mesi  - concedendo amnistie o graziando i condannati a morte  -  il nuovo re borbonico diede l'impressione di essere più clemente del padre, ma poi non si sottrasse al doppio piacere di spingere il suo apparato poliziesco a continuare la repressione, con particolare accanimento a perseguitare quegli elementi che avevano dato  vita alla rivoluzione napoletana del 1820; quella guidata dal generale Pepe, anche lui sempre con tenacia ricercato assieme ad altri suoi seguaci per mandarlo sulla forca. Se questa era la situazione dentro gli stati assolutisti,  quasi tutti sotto l'influenza  austriaca,   quella esistente nello Stato Pontificio, con in giro sul territorio il cardinale AGOSTINO RIVALORA con la sua famigerata polizia segreta,  la situazione era molto più seria. Quest'anno colpito  da un vero e proprio zelo repressivo, in Romagna,   l'alto prelato conduce una spietata operazione di caccia ai cospiratori su vasta scala. A centinaia ne butta dentro le galere pontificie, sulle navi legati alle catene dei remi, impone obblighi religiosi per espiare nell'Anno Santo i peccati, ma spesso preferisce dar loro 'l'olio santo' giustiziandoli o impiccandoli sulle pubbliche piazze. L'influenza  della   politica austriaca sulla penisola italiana non è solo apparente o potenziale, ma abbastanza effettiva. L'Italia  appare di fatto parte integrante dell'impero austriaco, con tutti i sovrani alle dipendenza dell'imperatore. Questa sensazione appare evidente quando FRANCESCO I, scende nuovamente in Italia  in maggio, per incontrare a Milano tutti i  suoi 'zelanti servi'  sovrani della penisola, poi, per oltre tre mesi, fino alla fine di agosto, come a voler riaffermare - in prima persona e con la sua presenza fisica -  il pieno controllo sull'Italia, compie delle solenni visite in quasi tutti gli Stati alla cui guida sono i suoi 'burattini'.
L'ultima di queste scene servili e umilianti la offre CARLO ALBERTO;  l'uomo che la storia definisce enigmatico quando invece la doppiezza di quest'uomo è ampiamente manifesta. Dopo aver subito l'umiliazione della destituzione come reggente alla rivoluzione torinese del '21, dopo l' allontanamento dalla corte in un reparto fedele al re guardato a vista, dopo lo zelo dimostrato in Spagna contro i costituzionalisti per riscattarsi, i suoi esami di strisciante umiltà li deve sostenere davanti allo zio   inginocchiandosi e facendo atto di sottomissione di fronte all'imperatore.
Per i costituzionalisti che avevano riposto la fiducia nel filo-liberale principe, come sostenitore della causa, più che provare delusione, provarono vergogna per lui.   Anche se ben altri sdegni e ostilità devono ancora verificarsi  e sarà ancora più amaro il calice che   l' ipocrita principe darà a loro da bere; anche se c'erano alcuni come Mazzini che credevano che questa sua doppiezza non fosse altro per non compromettere la sua successione e che una volta salito sul trono sarebbe ritornato filo-liberale e antiaustriaco. (Gli ci vollero venti anni di regno, per arrivare a questa decisione, e purtroppo  poco persuaso non convinse nè i liberali nè gli austriaci; fu un'altra vergogna).



Il positivismo

E’ una corrente di pensiero che interessò gli anni che vanno dal 1848 al 1870.

Il termine Positivismo indica il proposito di rifiutare le tendenze astratte, metafisiche, spiritualistiche, proprie del Romanticismo, e di prendere in esame i fatti positivi, analizzandoli alla luce della scienza.

Alla scienza, viene riconosciuta la capacità di guidare gli uomini verso il progresso e di costruire una società, con il massimo grado di giustizia e di benessere. La scienza è ritenuta capace di dominare la natura percui è considerata garanzia del destino dell’uomo.

Su questa base il Positivismo, ritiene che:

1)      L’unica conoscenza, che l’uomo ha della terra è di tipo scientifico, costruita attraverso l’osservazione dei fenomeni, la formulazione di ipotesi, e la loro verifica sperimentale.

2)      La ricerca scientifica, deve essere assolutamente indipendente dalla religione.

3)      Ogni manifestazione della natura e della vita dell’uomo, è spiegabile in termini scientifici

Per il Positivismo è possibile cioè analizzare scientificamente la società umana come un qualsiasi altro organismo, ed è possibile anche individuare le cure più adatte a guarire i problemi della società .

Proprio per il  suo ottimismo, per l’importanza che da alla ragione il Positivismo è avvicinabile all’Illuminismo.

Tuttavia l’illuminismo era stato l’arma della Borghesia del 700 per eliminare pregiudizi e privilegi e per creare una società migliore.

La vera e grande novità del positivismo è costituita dal tentativo di estendere il metodo sperimentale a tutti i rami del sapere, dalla filosofia alla storia, dall’arte alla letteratura, e addirittura alla realtà umana, perché si riteneva che anch’essa come quella fisica fosse retta da leggi naturali.

Questa corrente, nacque in Francia nell’ambiente del Politecnico (Grande scuola nata nella rivoluzione Francese per il potenziamento dell’istruzione).

Il metodo scientifico applicato con rigore anche all’antropologia, portò l’inglese Darwin a formulare la  teoria dell’Evoluzionismo e delle sue leggi, cioè l’adattamento della specie all’ambiente e la selezione naturale, nella lotta per la sopravvivenza.

Darwin affermava che tutte le forme animali e vegetali anche le più complesse derivano per una evoluzione, da forme elementari di vita. Questa teoria fu ostacolata dalla Chiesa che sosteneva il creazionismo fissista.

Importante, fu anche il critico letterario Ippolito Taine che vedeva nell’uomo solo un prodotto di fattori ereditari, e dell’ambiente; egli ritiene inoltre che il metodo scientifico può essere applicabile all’arte, contribuendo alla nascita del Naturalismo Francese. Per l’italia ricordiamo Pasquale Villari, famoso per la sua opera “Lettere Meridionali” con cui fece conoscere la miseria delle popolazioni del sud, affrontando l’analisi della storia con il metodo sperimentale.

Alla base del Positivismo ci sono due fattori fondamentali:

1)      L’ascesa della Borghesia  industriale, che acquista una mentalità pratica e affarista

2)      Lo sviluppo scientifico e tecnologico della rivoluzione industriale nella seconda metà del 1800.

Il Positivismo portò un cambiamento anche nella letteratura, sottolineando l’esigenza di un’arte ispirata al vero e che ritraesse anche gli aspetti negativi della società.

Decadentismo

Corrente artistica, filosofica e letteraria europea che ebbe origine in Francia (il periodico 'Le Décadent' venne fondato nel 1886) e si sviluppò in Europa alla fine dell'Ottocento. Il decadentismo nacque in un'epoca di passaggio da un'economia basata sulla libera concorrenza alle grandi concentrazioni finanziarie e industriali, in una situazione contraddittoria che vide stagnazione economica e rinnovamento del sistema produttivo, repressione delle masse popolari e attenzione per la questione sociale.
In Italia, i maggiori scrittori decadenti furono D'Annunzio, Pascoli e Fogazzaro. Gabriele d'Annunzio rovesciò l'elemento aristocratico tipico del decadentismo in spettacolo da offrire al pubblico, in parte da recitare a beneficio delle masse. E lo fece creando anzitutto il mito di se stesso, l'intellettuale più celebre e chiacchierato dell'epoca in Italia. Egli tenne conto con grande tempismo delle esperienze letterarie straniere contemporanee sia in prosa sia in poesia, e infatti i principali temi dell'epoca sono presenti nella sua opera. Così, se Andrea Sperelli, il protagonista del romanzo Il piacere (1889), rappresenta l'uomo raffinato e colto amante dell'arte e delle donne, Claudio Cantelmo impersona il superuomo nelle Vergini delle rocce (1895), mentre nel Notturno (1921) prevale un ripiegamento dell'autore su se stesso, assieme a una tematica più intima e riflessiva. La poesia di d'Annunzio, che teneva conto soprattutto delle esperienze francesi, divenne in breve il modello di riferimento (sia in positivo sia in negativo) della generazione di poeti contemporanea e di quella successiva. La sua sensibilità straordinaria investe il mondo dei sentimenti, quello della natura e quello dell'arte, e la sua affascinante scrittura, ricca e suggestiva, ne costituisce la più appropriata traduzione in termini letterari.
La poesia di Giovanni Pascoli rappresenta un felice tentativo di sprovincializzazione in senso simbolista, fondato su una realtà locale molto individuata, anche linguisticamente. Il poeta possiede una sensibilità che gli permette di entrare in contatto con il mondo che egli canta senza mediazioni razionali o intellettuali, e la sua poesia rende conto di questa magica sintonia. Lo fa con termini molto precisi, anche di uso comune, con versi spezzati e interrotti, con una ricerca sul suono che vuole ridare la suggestione degli oggetti di tutti i giorni e degli ambienti modesti che sono la base della sua ispirazione

Galileo Galilei


.


Secondo Galileo  la funzione della fisica è la conoscenza della natura non come indagine sulle essenze dei fenomeni, ma sulle leggi che li regolano.

Questo dà vita ad una nuova concezione del rapporto causale diversa da quella metafisica aristotelica secondo cui era necessario lo studio delle cause dei fenomeni per la determinazione dei loro effetti. Essendo il concetto di causalità libero da ogni significato di fine e riferimento antropomorfico, l’indagine deve vertere sulle leggi meccaniche.

La scienza ha il compito quindi di descrivere e spiegare i fenomeni attraverso teorie matematiche. Lo strumento dell’indagine è la matematica che, oltre a consentire di rappresentare la realtà in termini quantitativi , permette di formulare con esattezza i principi delle teorie e di determinare le conseguenze deducibili. Ci deve essere un’attenta collaborazione fra l’osservazione empirica, con le dirette conseguenze che se ne traggono e i puri ragionamenti matematici i quali non devono indurre a escludere l’esperienza, ma servono a renderla più comprensibile.

Per la rigorosità dell’osservazione è necessario l’uso di strumenti che consentano di analizzare i dati dal punto di vista quantitativo. Si fonda un nuovo rapporto tra scienza e tecnica in cui lo scienziato deve sfruttare le scoperte di quest’ultima e, con i suoi studi, risolvere i problemi tecnici.

Galileo sostenne sempre l’indipendenza della scienza la quale deve sottostare alla sola autorità della ragione. Egli condusse una battaglia per liberare la scienza dall’influenza della tradizione religiosa e della tradizione filosofica. Nei confronti della religione, essendo uomo di fede, sostenne che sia la natura che la Bibbia, la quale conteneva concezioni che sembravano andare contro la moderna scienza, derivano da Dio e come tali non possono contraddirsi; le contraddizioni fra le verità scientifiche e quelle religiose sono quindi solo apparenti. La Bibbia va interpretata in quanto essa contiene una verità etico – religiosa, ma per quanto riguarda le verità naturali è la scienza che deve raggiungerle; l’interpretazione della Bibbia deve quindi adattarsi alla scienza.

Galilei ha dato un decisivo contributo alla scienza moderna, tanto da esserne considerato il padre, individuando un metodo per procedere nello studio dei fenomeni. Non espone tuttavia organicamente questo modo di procedere, lo applicò senza teorizzarlo . Dai suoi scritti si possono comunque ricostruirne le fasi.

Inizialmente si divide il lavoro in un momento risolutivo e in uno compositivo. Nel primo si ha lo studio degli elementi semplici quantitativi e misurabili e si formula un’ipotesi matematica della legge. Il secondo momento è costituito dalla verifica e dall’esperimento, in base al risultato del quale si controlla la verità dell’ipotesi ; se essa viene confermata diviene legge. Nel caso contrario lo scienziato è costretto ad avanzare un’altra ipotesi .

Ma l’effettivo criterio con cui Galileo avanza consiste in una compresenza fra l’indagine empirico induttiva e il momento ipotetico deduttivo. Questo significa che egli in certi casi, come nelle leggi sulle fasi di Venere, procede dall’osservazione di casi particolari giungendo ad una legge generale quindi per via empirica. In altri, come il principio d’inerzia o la caduta dei gravi, parte da ragionamenti logico matematici scaturiti da un’intuizione di base e procedendo per supposizioni formula la teoria; a questo punto lo scienziato si riserva la verifica.

L’oscillazione fra induttivismo e deduttivismo ha dato vita a diverse interpretazioni e lo stesso Galileo, in certi passi, scrive che l’esperienza empirica va anteposta ad ogni discorso, ma in altri :<< senza esperienza son sicuro che l’effetto seguirà come vi dico, perché così è necessario che segua.

In realtà possiamo affermare che vi è una sostanziale implicanza ed indissolubilità fra i due aspetti; infatti l’esperienza va rielaborata razionalmente per spogliarla dei caratteri qualitativi e le ipotesi e supposizioni fanno comunque riferimento alla realtà poiché necessitano della verifica sperimentale.

Dal metodo emerge come sia cambiato il concetto di esperienza che non è più legata immediatamente all’apparenza sensibile , ma presuppone una elaborazione di dati e una costruzione teorica. Ciò determina una frattura fra la comune concezione delle cose e la fisica che caratterizzerà tutta la scienza moderna.

Dovendo essere dimostrata con l’esperimento, l’esperienza finisce con l’identificarsi proprio con questo. L’esperimento deve riprodurre il fenomeno in laboratorio dove si devono ricreare le autentiche condizioni, ma nel far questo bisogna ridurre al massimo i fattori di disturbo come ad esempio l’attrito nel moto nel moto dei corpi; talvolta Galileo deve anche procedere con esperimenti ideali. Tale procedura è utilizzata dallo scienziato quando, soprattutto per mancanza di strumenti tecnici, non è in grado di verificare le proprie teorie e deve ricorre ad una sorta di fisica ideale, in cui immagina ad esempio piani perfettamente levigati o assenza di determinate forze..

La dinamica

I contributi di Galileo nella meccanica e in particolare nella dinamica dei corpi sono di fondamentale importanza.

Anche se non ne enunciò mai la legge intuì il primo principio della dinamica. Egli osservò che un corpo, che può risalire, per mezzo della velocità acquistata nella caduta, raggiunge la stessa altezza iniziale indipendentemente dalla traiettoria seguita. Così un pendolo portato dalla posizione di equilibrio ad una certa altezza, una volta abbandonato raggiunge quasi la stessa altezza, la piccola differenza è dovuta agli attriti.

Galileo considerò poi una sferetta lasciata rotolare in un piano inclinato, la quale raggiunge quasi la stessa altezza se fatta risalire lungo un secondo piano inclinato. Riteneva che in assenza di attrito le altezze sarebbero state uguali. Ora, variando l’inclinazione del secondo piano, la sferetta raggiunge sempre la stessa altezza indipendentemente dall’inclinazione. La decelerazione è minore al diminuire dell’inclinazione del secondo piano, in quanto su piani più inclinati percorre più spazio rispetto a quelli con inclinazione maggiore. Quindi quando l’inclinazione del secondo piano è nulla, ovvero esso diventa orizzontale, la decelerazione è zero; pertanto Galileo intuì che in tali condizioni la sferetta si sarebbe mossa con velocità costante e che il suo moto sarebbe stato perpetuo. Questo naturalmente immaginando idealmente l’esperimento in assenza di attriti.

Un altro grande contributo di Galileo per la meccanica moderna è la scoperta del secondo principio della dinamica: le forze   applicate ai corpi non imprimono loro delle velocità, bensì della accelerazioni (anche se Galileo non utilizzò precisamente questo termine) che risultano direttamente proporzionali alle forze che le hanno prodotte. Con questo principio si può determinare il concetto di accelerazione come variazione di velocità  e il concetto di massa   di un corpo come rapporto di proporzionalità fra le forze ad esso applicate e le accelerazioni  prodotte da tali forze. Galilei trovò conferma di questo principio nello studio della forza di gravità che nel medesimo luogo risulta proporzionale alle masse dei corpi.


La prima vaccinazione della storia

Il medico condotto inglese Edward Jenner (1749-1823) inocula in un ragazzo, James Phipps (erroneamente ritenuto suo figlio), del pus prelevato da bovini colpiti da vaiolo animale. Il metodo riesce ad immunizzare il giovane. Jenner si è basato sulla pratica popolare della 'variolizzazione', importata dall'oriente dalla nobildonna inglese Mary Montagu (1689-1762), e basata sull'immunizzazione dal vaiolo col pus prelevato da malati. Jenner sviluppa e definisce questa tecnica, utilizzando una sostanza più blanda, il pus del vaiolo bovino, che è meno aggressivo di quello umano. Il medico impiega la vaccinazione del tutto empiricamente: non sa infatti che all'origine del vaiolo sono microrganismi viventi. Lo scopriranno Bassi, Koch e Pasteur.  

La locomotiva a vapore

Richard Trevithick non era riuscito a fare in modo che la locomotiva a vapore diventasse un successo commerciale. Un altro inventore inglese, George Stephenson, approfittò delle migliorie apportate alle macchine a vapore, e fu in grado di costruire una locomotiva a vapore che funzionasse adeguatamente. Il 17 settembre 1825, una delle sue locomotive trascinò trentotto vagoni a una velocità che variava dai 19 ai 25 chilometri l'ora circa. Per la prima volta nella storia del mondo, il trasporto via terra a una velocità maggiore rispetto a quella di un cavallo al galoppo stava per diventare possibile.
Le ferrovie iniziarono rapidamente a unire gli Stati tra loro. Si potrebbe sostenere che una nazione come gli Stati Uniti non avrebbe potuto essere tenuta unita se non per il fatto che le ferrovie rendevano tutte le parti ragionevolmente accessibili

L'effetto doppler

L'avvento della locomotiva rese molto più notevole di prima un particolare fenomeno. La combinazione della velocità e di un fischio d'avvertimento, produsse l'effetto desiderato. La gente notò che il fischio aveva un tono elevato man mano che la locomotiva si avvicinava, e che il tono scendeva improvvisamente quando la locomotiva passava ed iniziava ad allontanarsi. Un fisico austriaco, Christian Johann Doppler (1803-1853), spiegò correttamente il fenomeno, sottolineando che le onde sonore partecipano al moto della fonte, e perciò raggiungono l'orecchio a intervalli più brevi quando la fonte sta avvicinandosi - da cui il tono più elevato.
Quando la fonte si allontana, le onde raggiungono l'orecchio a intervalli più lunghi - da cui il tono più basso. Questo avvenne nel 1842, e un paio d'anni più tardi Doppler procedette a verificare la questione dal punto di vista sperimentale. Per due giorni, una locomotiva tirò avanti e in dietro un pianale, a diverse velocità. Sul pianale c'erano dei suonatori di tromba che suonavano questa o quella nota, mentre a terra dei musicisti con un senso assoluto del tono, riferivano quel che udivano. In questo modo Doppler verificò la sua spiegazione. L'effetto Doppler, nel giro di qualche anno si rivelò di enorme importanza in relazione all'astronomia.

Lo spaziotempo

La teoria della relatività ristretta di Einstein, costrinse molti fisici a riesaminare la propria visione dell'universo. Era chiaro dall'opera di Einstein che una normale visione tridimensionale dell'universo era insifficiente.
Il matematico tedesco di origine russa Hermann Minkowski (1864-1909) pubblicò Tempo e spazio nel 1907. Nell'opera dimostrò che la relatività rendeva necessario considerare il tempo una sorta di quarta dimensione (trattata dal punto di vista matematico in modo lievemente diverso dalle tre dimensioni spaziali). Nè lo spazio ne il tempo esistevano separatamente, secondo Minkowski, per cui l'universo era composto da un'unica entità detta spaziotempo.
Einstein adottò questo concetto continuando a lavorare alle sue teorie. Stava cercando di estenderle al moto accelerato allo scopo di tener conto delle interazioni gravitazionali.

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