Descrizione

Nella foto sottostante è ritratta una copia incompleta del ricevitore a coherer di Marconi. È composto da una base di legno compensato sulla quale sono posti un relais, un contenitore in legno per la batteria di pile, un coherer con un campanello elettrico munito anche di martelletto decoherizzante. Questo ricevitore pare sia mancante dei circuiti di sintonia e la scatola posta davanti al coherer risulta essere vuota.

Immagine da Studylibit

Funzione

Il ricevitore a coherer della Wireless Telegraph Trading Signal Company (da lui fondata nel 1897) è stato il primo strumento radioricevente costruito industrialmente nella storia della telegrafia senza fili, quindi il primo anche nella storia delle radiocomunicazioni.
Marconi aveva sperimentato la sintonia con varie modalità dal 19 dicembre del 1898 al 25 febbraio 1901. I primi esperimenti marconiani della telegrafia senza filo risalgono al 1894.
Il coherer, nella versione più usata, è un tubetto di vetro che contiene una limatura metallica fine, chiusa fra due elettrodi. La “ricetta” di Marconi, che lo perfezionò, prevede 96 parti di nichel e 4 di argento e un buon vuoto nel tubo.

Immagine da https://www.istitutomontani.edu.it/museovirtuale/2-il-coherer-e-un-convegno-del-1985/

La foto mostra un classico coherer marconiano. Per una spiegazione del coehrer vedere all'indirizzo: https://lab2go.roma1.infn.it/doku.php?id=fisica:strumenti:coherer
Il ricevitore a coherer era già stato costruito e reso pubblico nell'aprile del 1885 dal russo A. Popov che usò appunto un campanello elettrico per la decoherizzazione mediante urto. Il campanello è comandato dal relais, eccitato dalla corrente che passa nel coherer in fase di conduzione.

Immagine da A. Righi B. Dessau, La telegrafia senza filo N. Zanichelli, Bologna 1903

La figura 106 mostra lo schema del ricevitore di Popov.

La rivelazione del segnale in questi ricevitori si basa sulla variazione di conducibilità delle polveri metalliche investite da onde elettromagnetiche. Chi scrive queste recenti note ha sperimentato una variazione da circa 100 MΩ a qualche centinaia di Ω con un coherer contenente la limatura di una moneta da 50 lire e una piccola parte di polvere d'argento.
Popov usò il suo ricevitore sia per rivelare le o.e.m. generate da scariche elettriche sia per “registrare” fulmini lontani.

Immagine da A. Righi B. Dessau, La telegrafia senza filo N. Zanichelli, Bologna 1905

La figura 704 mostra lo schema di uno dei primi ricevitori di Marconi.

Immagine da A. Righi B. Dessau, La telegrafia senza filo N. Zanichelli, Bologna 1905

La figura 121 mostra lo stesso schema con diverso stile grafico.
Seguiamo lo schema di figura 704. Il ricevitore comprende due pile: una per il circuito del coherer e del relais, l'altra per il circuito dell'apparecchio telegrafico Morse e dell'elettrocalamita che comanda il martelletto che deve urtare il coherer subito dopo il passaggio della corrente. Le due induttanze L e L impediscono che le oscillazioni elettriche dell'antenna passino fuori dal tubetto, ma piuttosto lo attraversino seguendo il filo verso terra T. Non appena il coherer diventa conduttore la corrente passa ed aziona l'elettrocalamita R che attrae l'ancoretta $a$ ; questa sollevandosi chiude in $m$ il circuito dell'altra pila P₁ e la corrente generata da questa agirà sull'apparecchio telegrafico Morse per tutto il tempo che il contatto si mantiene. L'apparecchio segnerà una traccia sulla striscia di carta.
In parallelo a questo circuito vi è l'altro del campanello elettrico R, alimentato dalla stessa pila P₁, sempre quando l'ancoretta $a$ chiude in $m$ il circuito. Il suo martelletto, attratto dalle due bobine eccitate, urta il coherer che subito offre una grande resistenza. Il ricevitore è pronto a rivelare un nuovo segnale!
Se dunque alla stazione trasmittente si abbassa il tasto Morse per un tempo brevissimo il ricevitore scriverà un punto come segno della breve emissione di onde. Se invece alla stazione trasmittente il tasto viene tenuto premuto per un tempo più lungo, il ricevitore scriverà una fitta serie di puntini vicini che apparirà come una linea che indica una emissione di onde di maggior durata.
È noto che il giovane Marconi fu guidato dal Prof. Rosa ed ebbe occasione di incontrare il Prof. A. Righi.
Bisogna qui ricordare Priestley, poi Munk af Rosenschöld (1835) e poi Varley (1852), pionieri di prove con scariche elettriche su polveri metalliche. Però fu il marchigiano Temistocle Calzecchi Onesti che eseguì esperimenti sistematici su un tubo, contenente limature metalliche, dal 1884 al 1886, pubblicati sul Nuovo Cimento. Egli interrompeva la coherizzazione ruotando il suo tubo lungo ben 25 cm.

Immagine da G. Dragoni , M. Lodi, E. G. Garofalo, L’opera di Marconi. “Fu vera gloria?”

Ma il Calzecchi non poteva sapere che le sue scintille elettriche generavano onde elettromagnetiche, poiché le o.e.m. furono dimostrate sperimentalmente da H. Hertz solo nel 1888 (confermando la teoria J. C. Maxwell).
Gli esperimenti sul tubetto furono ripresi nel 1890 dal francese Eduard Branly e successivamente dall'inglese Oliver Lodge che confermò l'enorme sensibilità del coherer alle o.e.m.

In letteratura si possono leggere alcune teorie sul meccanismo di funzionamento del coherer, ma nessuna di esse è convincente quando si conducono prove sperimentali e si analizzano i risultati. L'unica cosa da dire sul tubetto a limature: è misterioso e capriccioso.
Bibliografia

A cura di E. Fedeli e M. Guidone, AA. VV., La conquista della telegrafia senza fili, Temistocle Calzecchi Onesti e il Coherer, Nuova Alfa Editoriale, Bologna, 1987.

A. Righi e B. Dessau, La telegrafia senza filo, N. Zanichelli, Bologna 1903/1905.

O. Murani, Trattato elementare di fisica, Vol. II. U. Hoepli, Milano, 1931.

G. Tabarroni, Bologna e la storia della radiazione. H. G. J. Aitken, “Syntony And

Spark The Origins of Radio”, Princeton University Press 1985.

V. J. Phillips, Early radio wave detectors, Peter Peregrinus LTD., Stevenage U. K. and New York, 1980. La figura è a pag. 8 di G. Dragoni , M. Lodi, E. G. Garofalo, L’opera di Marconi. “Fu vera gloria?”; dal Giornale di Fisica, della Società Italiana di Fisica, Volume 52, gennaio-marzo 2011.