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William Crookes |
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William Crookes, chimico e fisico inglese1 nasce a Londra il 17 giugno 1832
(gemelli).
Studiò i raggi catodici nei tubi a vuoto poi detti tubi di Crookes.
Di famiglia benestante, Crookes si perfeziona in ricerche chimiche al Royal
College Of Chemistry di Londra. La perizia già allora dimostrata gli procura la protezione di M. Faraday e, grazie a questi può anche godere dell'amicizia e dell'insegnamento di
Wheatstone e del grande matematico G. G. Stokes. L'influenza esercitata da questi uomini è tale da spingerlo a estendere i propri interessi ai fenomeni fisici: ma, nello stesso tempo, egli, pur operando con grande rigore nei settori della chimica e della fisica sperimentale, non trascura occasione alcuna per mettere a profitto le proprie conoscenze sul terreno puramente economico.
Tra il 1854 e il 1860 si dedica con particolare attenzione allo studio sperimentale dei processi fotografici, per poi passare allo studio della spettroscopia. Mediante l'analisi spettroscopica individua, nel 1861, e riesce isolare minime quantità di
un nuovo elemento, il tallio. Onde sviluppare nuove tecniche per la determinazione del peso atomico del tallio, e, in questo contesto sperimentale,
Crookes affronta con determinazione il problema della produzione dei vuoti spinti.
È questo particolare aspetto delle sue ricerche che lo spinge a interessarsi di un nuovo settore della fisica sperimentale, lo studio dei raggi catodici, e a sviluppare tecniche capaci di produrre vuoti pari a un milionesimo di atmosfera: solo questi straordinari progressi rendono possibile la scoperta e lo studio dei raggi X.
Attorno al 1855 è iniziata la diffusione delle pompe Geissler a colonna di mercurio, che sono in grado di produrre livelli di vuoto assai superiori. Grazie alla nuova tecnologia de vuoto resa possibile da queste nuove pompe, due studiosi osservano diversi fenomeni connessi alla produzione di raggi catodici, e in particolare chiarito che i raggi in questione viaggiano in linea retta, producono fluorescenza nel vetro di cui sono costituiti i tubi ove avviene la produzione stessa dei raggi, e, soprattutto, sono sensibili all'azione di un campo magnetico.
NNel 1871, Cromwell Varley suggerisce di spiegare i fenomeni catodici mediante un modello che interpreta i raggi descrivendoli come dei torrenti di particelle cariche di elettricità negativa ed emesse dal catodo, J.J. Thomson, venti anni dopo li identifica come elettroni. È Varley a convincere Crookes a
immergersi nello studio delle anomale proprietà della materia rivelate dal passaggio dell'elettricità nei gas rarefatti.
L'anomalia da cui Crookes prende l'avvio è da lui osservata lavorando con bilance operanti sotto vuoto spinto, nell'ambito degli studi concernenti il peso atomico del tallio: in talune condizioni l'equilibrio della bilancia è perturbato da piccole differenze di temperatura; in poche parole, i corpi caldi appaiono più leggeri di quelli freddi. Sembra dunque a Crookes di osservare gli effetti di strane forze che si manifestano soltanto sotto alti vuoti. In una lunga e meticolosa serie di esperienze sui raggi catodici che tendono a porre in evidenza queste misteriose "azioni repulsive della radiazione", intese come azioni meccaniche entro
gas rarefatti, Crookes fa avanzare le ricerche sperimentali sui raggi catodici sia preparando nuove e più raffinate metodologie d'osservazione e di misura, sia sostenendo la validità di una spiegazione in termini corpuscolaristici fondata sul primo modello esplicativo di Varley. Secondo Crookes la materia può esistere in uno stato ultragassoso nel quale le collisioni molecolari sono eventi così rari da poter essere trascurati. In questo stato di 'materia radiante i torrenti molecolari nei tubi a vuoto sono in grado di esercitare azioni meccaniche quali quelle osservabili con il famoso radiometro di Crookes, realizzato nel 1875.
Nel dibattito sulla natura dei raggi catodici, se corpuscolare o ondulatoria, egli sostiene la prima ipotesi e lo dimostra quindi con il suo
radiometro a pale.
Questo semplice strumento, che ottiene moto dalle radiazioni luminose, è costituito da una ampolla di vetro con aria a pressione ridottissima nella quale è inserito un mulinello formato da quattro lamine, bianche su un lato e nere sul lato opposto. Grazie alle reazioni termiche delle molecole d'aria rimaste sul lato nero delle pale, il mulinello si mette a ruotare.
Animato da fervida immaginazione scientifica (è noto il suo interesse per lo spiritismo e la telepatia), Crookes si occupa anche di svariati problemi riguardanti applicazioni pionieristiche della scienza in ambito tecnologico e commerciale, dalla produzione dello zucchero, all'illuminazione elettrica, ai fertilizzanti azotati, alla telegrafia senza fili.
Crookes lavora ininterrottamente sino a tarda età, interessandosi dei nuovi settori di studio concernenti la radioattività.
Nel 1903 costruisce lo spintariscopio, costituito da uno schermo ricoperto da ZnS per misurazioni relative ai raggi a e che è stato a lungo usato da Rutherford e dai suoi collaboratori.
William Crookes muore a Londra il 4 aprile 1919.
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