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Apparecchio per dimostrare la distribuzione dell'elettricità sulle superfici dei corpi
La cosiddetta gabbia di Faraday (Faraday,
1837) è un apparato che senza dubbio rappresenta un cla Il fatto che in ambito elettrostatico le cariche si distribuiscano solo sulla superficie dei conduttori e non anche nel loro interno non è altro che una diretta conseguenza (corollario) della legge di Coulomb, tuttavia in passato questa evidenza fu ottenuta prima in ambito sperimentale che matemetico. Si deve infatti a Franklin la scoperta che una coppa metallica elettrizzata non presentava carica elettrica sulla sua superficie interna (Strumento di Franklin) a esclusione di una piccola zona vicino al bordo. Fu poi grazie al lavoro di Faraday in ambito elettrostatico che furono messe in luce le proprietà schermanti dal punto di vista elettrico dei conduttori a superficie chiusa e poi delle gabbie metalliche da cui trae origine il nome dell'apparecchio. Lo strumento è formato da due componenti. Il primo è una gabbia metallica che reca a metà della sua altezza, in corrispondenza dei vertici di un immaginario esagono regolare, delle striscioline di carta appaiate (di colore bianco sulla superficie interna, rosso chiaro sulla quella esterna). Il secondo componente è un elettroscopio a palline di sambuco il quale si trova in comunicazione con la superficie interna della gabbia metallica attraverso una molla metallica che risulta leggermente compressa una volta che la gabbia viene posizionata sopra di essa. La funzione di questo semplicissomo oggetto elettrostatico è quella di rilevare la presenza di carica elettrica attraverso la reciproca divergenza delle due palline (eventualmente sostituibili con due foglioline d'oro) presenti nel suo interno. Per verificare il particolare comportamento della carica elettrica sui corpi conduttori, lo strumento veniva utilizzato nel modo seguente. Chiuso l'elettroscopio all'interno della gabbia e assicurato il suo collegamento con la superficie interna della gabbia tramite la molla di metallo, si provvedeva a collegare la gabbia per mezzo di un filo conduttore ad uno dei due elettrodi attivi di una qualsiasi Macchina elettrica. Mettendo quindi in moto la macchina, la gabbia si elettrizzava immediatamente e si poteva osservare una notevole divergenza delle striscioline di carta presenti sulla superficie esterna della gabbia dovuta al fatto che entrambi i corpi si trovavano caricati con cariche dello stesso segno che ovviamente si respingono. Anche con la più semplice macchina elettrostatica la repulsione tra la gabbia e le striscioline di carta di color rosso era così forte che esse si dispongono quasi perpendicolarmente al suolo. Le striscioline bianche, fissate all'interno della gabbia, non subivano invece alcuno spostamento dalla posizione di quiete che avevano prima che si mettesse in funzione la macchina elettrostatica, a riprova del fatto che non c'è carica elettrica all'interno della gabbia. Tuttavia poteva restare il dubbio che la carica elettrica potesse anche essere presente all'interno della gabbia, ma che essa fosse per qualche motivo talmente debole da risultare incapace di far divergere le striscioline di carta bianche. E' per eleminare ogni possibile dubbio in merito che l'elettroscopio si trovava collocato entro la gabbia, strumento che può essere reso assai sensibile con vari accorgimenti costruttivi. Nel corso dell'esperimento dunque si poteva osservare che le sue palline di sambuco non subivano alcuna deflessione e ciò provava che non era presente alcuna carica elettrica sulla superficie interna della gabbia elettrizzata. Si segnala che lo strumento è ancor'oggi perfettamente funzionante (Malfi, 2001), anche se non molto utilizzato durante le ore di Laboratorio di fisica unicamente per il fatto che risulta più facilmente accessibile (perché conservato nel retro del laboratorio) un modello più moderno di Gabbia di Faraday che fa parte del corredo degli apparati del Moderno Gabinetto di Fisica del Liceo.
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ssico ed è assai
raro che essa non faccia parte del corredo di apparati didattici di un qualsiasi
laboratorio di fisica. Si tratta infatti di uno strumento molto apprezzato per
la sua enome carica didattica, unita ad una essenzialità costruttiva
praticamente senza eguali, che detiene per di più un gran numero di utilizzi
pratici come schermo elettrostatico.