Elettrometro di Lutz-Edelmann

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Descrizione e caratteristiche fisiche

L'elettrometro è uno strumento per misure di potenziale elettrico. Nella sua forma più semplice, consiste in un elettroscopio calibrato. Nel corso degli anni, sono stati sviluppati differenti tipologie di elettrometri come gli elettrometri a filo, a filo di quarzo, a capillare, a foglia d'oro e a quadranti. Tutti questi strumenti funzionano sullo stesso principio dell'attrazione/repulsione elettrostatica di conduttori carichi elettricamente.

L’elettrometro di Lutz-Edelmann è costituito da una base che ospita una coppia di elettrodi di acciaio, disposti verticalmente, ben isolati e tra loro affacciati (detti coltelli) fissati al centro di dischi isolanti di quarzo posti all’apice di due aste di acciaio verticali; i coltelli sono responsabili del campo ausiliario. Le aste di sostegno sono montate su viti micrometriche che permettono di regolare la distanza tra i coltelli e sono dotate di viti per regolare l’orientazione dei coltelli (in modo da renderli il più paralleli possibile tra loro e al filo). Tra i coltelli è posto un sottilissimo filo di platino (mancante), fissato in alto al coperchio fisso e in basso a un’asta a forma di L a sua volta collegata a una vite micrometrica e a una molla che permette di regolare la tensione del filo. La custodia cilindrica estraibile protegge e isola i coltelli e il filo; il coperchio è fisso ed è sostenuto da quattro aste di acciaio e ospita al centro il dispositivo di sospensione del filo. Nella configurazione più usata, i due coltelli vengono mantenuti a potenziali uguali ed opposti di un centinaio di volt. Avvicinando o allontanando i due coltelli si può cambiare l'intensità del campo elettrico. Il filo, quando viene portato al potenziale da misurare, si flette verso l’uno o l’altro dei due coltelli, a seconda del segno. Il filo è illuminato da una finestra per riflessione da uno specchio. Un cannocchiale con obbiettivo e un oculare micrometrico (mancanti) servono per leggere lo spostamento del filo che fornisce l'indicazione del potenziale misurato. La custodia metallica, che viene messa a terra, serve come schermatura elettrica e come protezione dall’effetto dei campi elettrici ambientali.

Notizie storiche e uso dello strumento

L'elettrometro di Lutz-Edelman è un elettrometro a filo a campo ausiliario. C. W. Lutz e Max Edelmann costruirono il primo modello nel 1905 e successivamente lo modificarono e lo perfezionarono più volte. Misurando la deflessione del filo è possibile misurare il potenziale elettrico. Gli elettrometri a filo hanno una sensibilità minore di quella degli elettrometri a quadranti di circa due ordini di grandezza, ma hanno il pregio di essere molto stabili e avere grande prontezza e notevole semplicità di impiego.

L’elettrometro di Lutz-Edelman insieme alla camera di ionizzazione è stato usato da Emilio Segrè (1905 - 1989), premio Nobel per la fisica nel 1959, per le ricerche sulla radioattività durante la sua permanenza presso l'Istituto di Fisica dell'Università di Palermo.

Note

Lo strumento è incompleto.

Bibliografia & sitografia

• Bennet A. (1787). Description of a new electrometer. Philosophical Transactions of the Royal Society of London 77: 26-31 and 32-34

• Cavallo T. (1777). A complete treatise of electricity in theory and practice: with original experiments. Edward and Charles Dilly, London

• Lutz C.W. (1923). Physik. Zeitschr. 24, p. 166, p. 460

• Perrier C. and Segrè E. (1937). Radioactive Isotopes of Element 43, Nature 140: 193-194 

• Russo A. (1998). L’affermazione della fisica palermitana nel panorama scientifico nazionale, 1935-1970,  in Quaderni del Seminario di Storia della Scienza, n. 7, Palermo

• Museo di Fisica, Università degli Studi di Torino: Elettrometro Lutz-Edelmann

• YouTube: Elettrometro a pagliuzze di Volta