Una legge che non cambierà mai
Georg Simon Ohm nacque a Erlangen (Germania) il giorno
16 marzo 1789. Veniva da una famiglia protestante. Suo padre, Johann Wolfgang
Ohm era un fabbro mentre sua madre, Maria Elizabeth Beck, era la figlia di un
sarto. Sebbene i suoi genitori non erano stati educati formalmente, il padre di
Ohm era un uomo piuttosto straordinario che si era educato a un alto livello ed
era in grado di dare ai suoi figli un'eccellente educazione attraverso i propri
insegnamenti. Con tutti i fratelli e le sorelle di Ohm che erano nati egli
avrebbe voluto formare una grande famiglia, ma, come era comune a quei tempi,
parecchi bambini morirono nella loro infanzia. Dei sette bambini nati a Johann
e Maria Ohm solo tre sopravvissero, Georg Simon, suo fratello Martin, che
proseguì per diventare un famoso matematico e sua sorella Elizabeth Barbara.
Quando erano bambini, Georg Simon e Martin furono
istruiti dal padre che li portò ad un alto livello nella matematica, nella
chimica, nella fisica e nella filosofia.
Questo fu in totale contrasto con la loro educazione scolastica.
Georg Simon entrò nell' Erlangen Gymnasium all'età di
undici anni ma qui ricevette poco nella strada per la formazione scientifica.
Di fatto questa parte formale del suo insegnamento fu uno stressante
apprendimento senza ispirazione da testi rovinati e mal interpretati. Questo
contrastò con l'ispirata istruzione che i due ragazza ricevettero dal padre che
lì portò ad un livello di matematica che indusse un professore dell'università
di Erlangen, Karl Christian von Langsdorf a compararli alla famiglia Bernoulli.
E' notevolmente sottolineato il meraviglioso successo di Johann Christian Ohm,
un uomo completamente autodidatta, per essere stato in grado di dare ai suoi
figli una così pura educazione scientifica e matematica.
Nel 1805 Ohm entrò all'Università di Erlangen, ma egli
cominciò ad allontanarsi dalla vita di studente modello. Piuttosto che
concentrato negli studi, egli trascorreva molto tempo danzando, pattinando e
giocando a biliardo. Il padre di Ohm era adirato perché suo figlio aveva
sciupato l'opportunità educativa che egli stesso non era mai stato abbastanza
fortunato per sperimentare e chiese che il figlio lasciasse l'Università dopo
tre semestri. Ohm fu spedito in Svizzera, dove nel settembre 1806 ottenne un
posto come insegnante di matematica in una scuola a Gottstadt bei Nydau.
Karl Christian von Langsdorf lasciò l'Università di
Erlangen agli inizi del 1809 per occupare un posto all'Università di Heidelberg
per ricominciare i suoi studi matematici. Langsdorf consigliò a Ohm di
continuare i suoi studi di matematica per conto proprio, consigliandogli di
leggere Eulero, Laplace e
Lacroix. Piuttosto con riluttanza Ohm seguì il suo consiglio, ma lasciò il suo
posto a Gottstadt bei Nydau nel marzo 1809 per diventare un tutore privato a
Neuchatel. Per due anni egli eseguì i suoi doveri come tutore mentre seguiva il
consiglio di Langsdorf e continuava i suoi studi privati di matematica. Poi
nell'aprile 1811 ritornò all'Università di Erlangen.
I suoi studi privati erano stati di grande utilità per
ricevere un dottorato all'Erlangen il 25 ottobre 1811 e immediatamente si unì
al corpo degli insegnanti come professore di matematica. Dopo tre mesi Ohm
abbandonò il suo posto all'università. Egli non poteva vedere come poter
ottenere una migliore posizione all'Erlangen poiché le prospettive erano povere
mentre egli viveva completamente nella povertà del posto di insegnante. Il
governo bavarese gli offrì un posto come insegnante di matematica e fisica in
una scuola di scarsa qualità a Bamberg ed egli vi prese posto nel gennaio 1813.
Questa non era la carriera piena di successo
immaginata da Ohm e decise che avrebbe dimostrato che valeva molto di più di un
insegnante in una povera scuola. Egli lavorò alla scrittura di un libro
elementare sugli insegnamenti della geometria mentre rimaneva disperatamente
infelice nel suo lavoro. Dopo che Ohm aveva resistito per tre anni a scuola essa
chiuse nel febbraio 1816. Il governo bavarese allora lo mandò in un'affollata
scuola a Bamberg per aiutarlo con l'insegnamento della matematica.
L'11 settembre 1817 Ohm ricevette un'offerta per un
posto di insegnante di matematica e fisica al Jesuit Gymnasium di Colonia.
Questa era una scuola assai migliore delle altre in cui Ohm aveva
precedentemente insegnato e disponeva di un laboratorio di fisica ben
equipaggiato. Come aveva fatto per così tanto tempo nella sua vita, Ohm
continuò i suoi studi privati leggendo i testi più importanti dei matematici
francesi Lagrange,
Legendre, Laplace,
Biot e Poisson. Egli avanzò nella lettura dei lavori di Fourier e Fresnel e
iniziò i propri lavori sperimentali nel laboratorio scolastico di fisica dopo
aver saputo della scoperta dell'esperimento di Oersted in elettromagnetismo nel
1820. All'inizio i suoi esperimenti erano condotti per i propri benefici
educativi poiché erano studi privati che fece sui lavori dei più importanti
matematici.
Il Jesuit Gymnasium di Colonia non riuscì a mantenere
l'alto livello che aveva quando Ohm iniziò a lavorare lì così, dal 1825, egli
decise che avrebbe cercato di nuovo di ottenere il lavoro che egli veramente
voleva, vale a dire un posto all'università. Capendo che la strada per tale
posto sarebbe dovuta essere attraverso pubblicazioni di ricerca, cambiò la sue
attitudini verso il lavoro sperimentale che stava intraprendendo e iniziò
regolarmente un lavoro verso la pubblicazione dei suoi risultati.
Di fatto egli si era convinto della veridicità di ciò
che oggi noi chiamiamo "la legge di Ohm", ovvero la relazione che la
corrente attraverso molti materiali è direttamente proporzionale alla
differenza di potenziale applicata attraverso il materiale. Il risultato non
era contenuto nel primo giornale di Ohm pubblicato nel 1825, tuttavia, per
questo giornale esamina la diminuzione nella forza elettromagnetica prodotta da
un filo elettromagnetico poiché la lunghezza del filo aumenta. Il giornale
deduce relazioni matematiche esatte puramente sulla prova sperimentale che Ohm
aveva classificato.
In due importanti giornali del 1826, Ohm diede una
descrizione matematica della conduzione nei circuiti modellati sullo studio di
Fourier sulla conduzione del calore. Questi giornali continuano la deduzione
dei risultati di Ohm dalla prova sperimentale e, particolarmente nel secondo
egli era in grado di proporre le leggi che spianavano la lunga strada per
spiegare i risultati degli altri lavori sull'elettricità galvanica. Il secondo
giornale è il primo passo in una vasta teoria che Ohm fu in grado di dare nel
suo famoso libro pubblicato l'anno seguente.
Ciò che ora è conosciuto come la legge di Ohm compare
in questo famoso libro "Die galvanische Kette, mathematisch
bearbeitet" (1827) in cui egli diede la sua completa teoria
sull'elettricità. Il libro inizia con una base matematica necessaria per
la comprensione del
resto del lavoro. Noi dovremmo osservare qui che tale base matematica era
necessaria anche ai più importanti fisici tedeschi per capire il lavoro, per
l'enfasi di quel tempo continuava un approccio non matematico alla fisica. Noi
dovremmo anche osservare che, a dispetto degli sforzi di Ohm in questa
introduzione, egli non ebbe realmente successo nel convincere i vecchi fisici
tedeschi che l'approccio matematico fosse giusto.
E' interesse che Ohm presenta la sua teoria come
un'azione contigua, una teoria che oppone il concetto di azione alla distanza.
Ohm credeva che la conduzione di elettricità avvenisse tra "particelle
contigue" che è la durata che Ohm impiega. Il giornale è concerne con
quest'idea, e in particolare nell'illustrare le differenze nell'approccio
scientifico tra Ohm e quello di Fourier e Navier.
Ohm si trovava al Jesuit Gymnasium di Colonia quando
iniziò le sue importanti pubblicazioni del 1825. Gli fu dato un anno libero di
lavoro in cui concentrarsi sulla ricerca iniziata nell'agosto 1826 e sebbene
ricevette solo la minima offerta di metà pagamento, fu in grado di trascorrere
l'anno a Berlino lavorando alle sue pubblicazioni. Ohm aveva creduto che le sue
pubblicazioni gli avrebbero fatto ricevere una offerta di posto universitario
prima di essere ritornato a Colonia, ma quando dovette iniziare di nuovo ad
insegnare nel settembre 1827 egli era ancora senza alcuna offerta.
Sebbene il lavoro di Ohm influenzò fortemente la
teoria, esso fu accolto con poco entusiasmo. I sentimenti di Ohm erano
dolorosi, decise di rimanere a Berlino e, nel marzo 1828, egli formalmente
rinunciò al posto a Colonia. Fece un lavoro temporaneo di insegnante di
matematica nelle scuole di Berlino.
Nel 1833 accettò un posto a Norimberga e sebbene
questo gli diede il titolo di professore, esso non era ancora il posto
universitario per il quale aveva lottato tutta la sua vita. Un suo lavoro fu
alla fine riconosciuto dalla Royal Society con
il premio della Medaglia Copley nel 1841. Egli diventò membro straniero
della Royal Society nel
1842. Altre Accademie come quelle di Berlino e di Torino lo elessero membro
corrispondente, e nel 1845 4iventò membro completo dell'Accademia bavarese.
Questo tardivo riconoscimento fu il benvenuto ma
rimane la questione del perché quello che oggi è un nome conosciuto per i suoi
importanti contributi lottò così molto tempo per guadagnare celebrità. Questo
non dovrebbe avere una semplice spiegazione, ma essere il risultato di un
numero di differenti fattori contributivi. Un fattore dovrebbe essere stato l'intimità del
carattere di Ohm mentre fu certamente il suo approccio matematico agli
argomenti che a quel tempo erano studiati nel suo paese in modo non matematico.
C'erano anche indubbiamente discussioni personali con uomini di prestigio che
non davano una buona visione a Ohm. Certamente non aveva trovato il favore di
Johannes Schultz che era una autorevole figura nel ministero dell'educazione di
Berlino, e di Georg Friedrich Pohl, un professore di fisica in quella città.
L'elettricità non fu il solo argomento sul quale Ohm
intraprese una ricerca, e neppure l'unico in cui egli finì in controversia. Nel
1843 egli determinò il principio fondamentale dell'acustica fisiologica,
concerne con il modo in cui uno sente una combinazione di toni. Tuttavia le
supposizioni che egli fece nella sua derivazione matematica non erano
completamente giustificate e questo risultò in una aspra discussione con il
fisico August Seebeck. Egli riuscì a screditare le ipotesi di Ohm che era a
conoscenza del suo errore.
Nel 1849 Ohm prese posto a Monaco come conservatore
della stanza di fisica dell'Accademia bavarese e iniziò a tenere un corso di
lezioni all'Università di Monaco. Solo nel 1852, due anni prima della sua
morte, Ohm realizzò il desiderio di tutta una vita di essere assegnato alla
cattedra di fisica nell'Università di Monaco.
Georg Ohm morì a Monaco di Baviera il giorno 6 luglio
1854, all'età di 65 anni.
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