Microfono di Hughes

Scheda elaborata dal dott. Fabio Panfili in collaborazione col sig. Vincenzo Panetta.

Foto di V. Panetta

Figura da M. Guidone, Temistocle Calzecchi Onesti (1853-1922), Il coherer, l'alfabetizzazione scientifica dell'Italia unita

Figura da Elementary Treatise on Physics Experimental and Applied translated from Ganot's Éléments De Physique by E. Atkinsons, W. Wood & Co., New York, 1910.

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Numero di Inventario	-
Nome dello strumento	-

Dati scientifici

Epoca	1912
Costruttore	-
Dimensioni (in mm.)	lunghezza: 139 mm -larghezza: 139 mm -altezza: 170 mm
Materiali	Ottone, legno, altri metalli, carbone .	-
Descrizione	Questo semplice tipo di microfono a carbone fu ideato da E. D. Hughes verso il 1878. L'apparecchio è formato da una base rettangolare di legno che poggia su quattro piedini con al centro una tavoletta, sempre di legno, verticale. Su questa sono fissati due cilindretti di ottone collegati a morsetti di metallo isolati; ogni cilindretto contiene un oggetto, probabilmente di carbone, che termina con una semisferetta con un incavo come si vede nelle foto. Fra le due semisferette dovrebbe essere inserita verticalmente una barretta di carbone con gli estremi appuntiti terminanti nei due incavi, ma in questo esemplare la barretta di carbone è attualmente mancante. I due contatti, tra sferette ed estremi della barretta, devono essere “morbidi o instabili”. Le connessioni, costituite da due morsetti serrafilo sono sul retro. Per inserire la barretta di carbone si deve poter ruotare almeno uno dei due cilindretti di ottone; una volta inserita la barretta si riporta il tutto nella posizione verticale.
Funzionamento come microfono	Nel microfono i contatti tra le due punte della barretta e gli incavi delle due semisferette, fra i quali è inserita, sono volutamente instabili e dunque la vibrazione indotta da un'onda sonora provoca una variazione della resistenza elettrica. Il microfono viene collegato in serie ad una pila e ad un telefono [o auricolare] (ad esempio quello di Bell, come si vede nella figura 1). Le parole pronunciate nei pressi del microfono vengono riprodotte dal telefono. Da prove descritte nella numerosa letteratura esso risulta molto sensibile. Si prega, per una visione più dettagliata di carattere eminentemente storico, di consultare i due interessanti articoli citati in sitografia.

Funzionamento come coherer	Tra le prime osservazioni nella storia della rivelazione delle onde elettromagnetiche vi è il rivelatore pre-hertziano del Professor D. E. Hughes a Londra tra il 1878 e il 1880, sopra descritto come microfono. Hughes (che era professore di musica) aveva avuto difficoltà a bilanciare un ponte induttivo con cui stava lavorando e alla fine ricondusse il problema a un collegamento incerto nel circuito. Inoltre stava anche eseguendo esperimenti con alcuni dei suoi primitivi microfoni nello stesso laboratorio. Uno di questi microfoni consisteva in un ago d'acciaio a contatto imperfetto con un pezzo di carbon coke, il tutto collegato in serie a una batteria e a un auricolare telefonico. Usava anche altri tipi di microfoni a contatto instabile, come questo esemplare. Le vibrazioni sonore che incidevano su questo microfono variavano la resistenza di contatto e quindi la corrente, riproducendo così il suono nell'auricolare. Hughes notò che quando il contatto difettoso sul suo ponticello veniva creato e poi interrotto, questo creava rumori nell'auricolare, anche se i due gruppi di apparecchi erano molto distanti e scollegati. Già nel 1879 aveva osservato le variazioni di resistenza provocate nei contatti microfonici da scariche di bottiglie di Leyda o di extracorrenti, la permanenza di queste variazioni nei contatti metallici ed il ritorno spontaneo alle condizioni primitive nei contatti di carbone, ma aveva osservato anche fenomeni che vennero poi nuovamente scoperti da altri. Era riuscito insomma, valendosì di questa azione delle scariche, a trasmettere dei segnali fino ad una distanza di circa 400 metri. In più egli sin d'allora aveva intravisto chiaramente la causa degli effetti da lui scoperti dovuta all'esistenza di onde “elettriche” trasmesse attraverso l'aria; Hughes fu molto entusiasta di questa scoperta e continuò a condurre molti esperimenti. Il 20 febbraio del 1880 organizzò una dimostrazione dinanzi al Presidente ed a diversi membri della Royal Society e, nonostante il chiaro successo della dimostrazione e l'iniziale reazione favorevole dei visitatori, questi ultimi dichiararono infine che i risultati potevano essere spiegati da fenomeni elettrici e magnetici propri e non costituivano in alcun modo una prova dell'esistenza delle radiazioni elettromagnetiche che James Clerk Maxwell aveva previsto nei suoi studi teorici del 1864. Questi eminenti scienziati sminuirono il suo lavoro e Hughes non si azzardò a pubblicarlo se non dopo molti anni, ma i suoi taccuini (conservati al British Museum) illustrano la gamma di esperimenti da lui condotti e mostrano che fu uno dei pionieri della scienza delle onde radio. Come è noto solo negli anni dal 1886 al 1888 H. Hertz dimostrò l'esistenza delle onde elettromagnetiche, come le studiamo oggi nell'ambito della fisica classica.

Bibliografia	A. Righi B. Dessau, La telegrafia senza filo, N. Zanichelli, Bologna 1903. M. Guidone, Temistocle Calzecchi Onesti (1853-1922), Il coherer, l'alfabetizzazione scientifica dell'Italia unita, https://www.sisfa.org/wp-content/uploads/2013/03/xviGuidone.pdf . V. J. Phillips, Early radio wave detectors, Peter Peregrinus LTD, 1980. Elementary Treatise on Physics Experimental and Applied translated from Ganot's Éléments De Physique by E. Atkinsons, W. Wood & Co., New York, 1910.
Eventuale iscrizione -
Inventore	Edward David Hughes (1830–1900) tra il 1878 e il 1880

Dati storici

Data di entrata	31/01/1912
Inventario	-
Vecchi numeri di inventario	694/125 (1970); 382 (?).
Donato - comperato - provenienza	-

Dati relativi al restauro

Stato di conservazione	Manca la barretta di carbone
Descrizione interventi effettuati	-
Nome restauratore	-
Osservazioni - Utilizzazione per la didattica	-

Dati relativi alla conservazione

Armadio	2
Ripiano	2
Scheda tecnica del produttore	No
Collocazione	Corridoio primo piano

Sitografia

Link	Descrizione
https://royalsocietypublishing.org/rspl/article/27/185-189/362/37888/On-the-action-of-sonorous-vibrations-in-varying	David Edward Hughes; On the action of sonorous vibrations in varying the force of an electric current. Proc. R. Soc. 31 December 1878; 27 (185-189)
https://doi.org/10.1038/018057a0	THE MICROPHONE. Nature 18, 57–58 (1878)