Aleksandr Grigor’evič Stoletov, il fondatore dell’ingegneria elettrica

I suoi contemporanei lo definivano: “uno scienziato con un carattere impossibile“.

L’eccezionale fisico russo Aleksandr Grigor’evič Stoletov nacque a Vladimir il 10 agosto 1839 in una povera famiglia di mercanti. Suo padre era proprietario di un negozio di alimentari e di un laboratorio di pelletteria nella città di Vladimir. Sua madre era una donna istruita e prima che i suoi figli entrassero a scuola, fu lei stessa ad insegnare loro la lingua russa e l’aritmetica.

All’età di quattro anni il piccolo Sasha era un ragazzo malato e la lettura si trasformò nel suo passatempo preferito. Lesse tutti i libri dei poeti e scrittori russi presenti nella fornita libreria domestica.

Nel 1849, Aleksandr Stoletov entrò nel liceo di Vladimir. Si diplomò nel 1856, ricevendo un certificato di completamento, in cui si affermava che “per come aveva completato gli studi, gli era stato riconosciuto il diritto di entrare all’università senza un secondo esame e con il conferimento di una medaglia d’oro per risultati eccellenti nella scienza“. Nell’autunno dello stesso anno, Aleksandr Stoletov fu iscritto alla Facoltà di Fisica e Matematica dell’Università di Mosca come studente con una borsa di studio statale.

 Nel 1860, Stoletov si laureò con lode all’università. Dopo la laurea Stoletov continuò a trascorrere intere giornate nella biblioteca universitaria. Il 16 ottobre 1861 Stoletov scrisse una lettera al rettore dell’università: “Desiderando ottenere un master in fisica, Le chiedo umilmente di permettermi di sottopormi a un test“. L’esame fu superato con successo e dopo il master Stoletov si recò in viaggi di studi all’estero finanziati dall’università.

Stoletov trascorse tre anni all’estero studiando intensamente fisica nelle università tedesche di Heidelberg, Göttingen e Berlino. Gli studenti tedeschi dichiararono di essere sorpresi da quel giovane studente russo che stupiva tutti con le sue qualità. I rettori delle università tedesche lo definirono “lo studente più talentuoso che avevano mai incontrato“.

 All’estero, Stoletov condusse la sua prima ricerca scientifica. Scoprì che le proprietà dielettriche del mezzo non influenzano l’interazione elettromagnetica dei conduttori di corrente elettrica. Alla fine del 1865, Stoletov tornò in Russia e presto ottenne un lavoro come insegnante di fisica matematica e geografia fisica all’Università di Mosca. Non solo tenne conferenze brillanti agli studenti, ma lavorò anche a una tesi di laurea magistrale sul “problema generale dell’elettrostatica”.

Negli anni successivi, gli sforzi di Stoletov miravano a creare il proprio laboratorio fisico all’università: dopo tutto, i fisici dovevano andare all’estero per condurre ricerche sperimentali.  Questo periodo della vita dello scienziato è stato segnato dalla creazione di un cerchio fisico – il prototipo della scuola di Stoletov.

 Nel 1871 Stoletov iniziò a lavorare su una tesi di dottorato sullo studio delle proprietà magnetiche del ferro. Occorre notare che a quel tempo non esisteva la scienza dell’ingegneria elettrica e per questo motivo Stoletov è considerato il suo fondatore. Era quindi molto importante sviluppare una teoria sul funzionamento delle macchine elettriche e, in particolare, stabilire schemi nella magnetizzazione del ferro e delle sue leghe.

Dopo aver difeso la sua tesi di dottorato, Stoletov divenne uno scienziato di fama mondiale. Nel 1874, fu invitato a celebrare l’apertura di un laboratorio di fisica all’Università di Cambridge, e nel 1881 rappresentò la scienza russa al primo congresso mondiale degli studiosi di ingegneria elettrica a Parigi. Al congresso, Stoletov redasse un rapporto sui risultati della sua ricerca sulla determinazione dei coefficienti di proporzionalità tra unità elettrostatiche ed elettromagnetiche.

Nel 1888, Stoletov iniziò la ricerca sull’effetto fotoelettrico, scoperto l’anno prima da Hertz. Questi studi durarono quasi due anni. Nei suoi manoscritti è conservato il diagramma di installazione su cui ha condotto i suoi esperimenti.  La parte principale dell’installazione era un condensatore a rete, costituito da una griglia metallica – l’anodo e un disco metallico piatto – il catodo. Il condensatore di rete “C” era stato collegato in serie con il galvanometro “G” al circuito con batteria “B”. Quando il catodo è stato illuminato con la luce di un arco volt “A”, il galvanometro ha rilevato la presenza di corrente nel circuito. Sulla base dei suoi numerosi esperimenti, Stoletov fece le seguenti conclusioni: una condizione necessaria per l’effetto fotoelettrico è l’assorbimento della luce da parte del materiale catodico;  ogni elemento della superficie del catodo è coinvolto nel fenomeno indipendentemente dagli altri; il fenomeno dell’effetto fotoelettrico è praticamente inerziale.

Avendo collocato il dispositivo in un cilindro di vetro dal quale era possibile pompare aria, Stoletov scoprì che con una pressione decrescente la fotocorrente aumenta, raggiunge un massimo e quindi diminuisce. Scoprì inoltre scoperto che la fotocorrente è proporzionale al flusso luminoso incidente sul catodo. Dopo una serie di numerosi esperimenti Stoletov dedusse la legge relativa alla pressione critica, alla forza elettromotrice della batteria e alla distanza tra l’elettrodo e la griglia. Scoprì che il rapporto tra il prodotto della pressione critica e la distanza (tra l’elettrodo e la griglia) rispetto alla forza elettromotrice è un valore costante, in seguito chiamato “costante di Stoletov“. Riuscì prima a calcolare la proporzionalità diretta tra l’intensità della luce e la corrispettiva corrente fotoindotta (nota come prima legge dell’effetto fotoelettrico, oppure “Legge di Stoletov“) e poi a creare la prima cella solare al mondo che si basa sull’effetto fotoelettrico. Dal suo riuscito esperimento traggono origine gli attuali pannelli fotovoltaici.

Nel 1893, tre accademici russi chiesero che Stoletov fosse nominato membro dell’Accademia delle Scienze russa. Ma il Granduca Konstantin, il presidente dell’Accademia, non consentì alla candidatura  Stoletov. Alla legittima domanda sulle ragioni del rifiuto, il fratello di Aleksandr, Nikolaj Grigor’evič Stoletov, il generale e l’eroe della battaglia di Shipka, ricevette la risposta seccata del granduca: “Tuo fratello ha un carattere impossibile!“.

Molti scienziati russi e di altri paesi espressero la loro solidarietà a Stoletov in relazione all’ingiustizia inflittagli. Nonostante la solidarietà degli amici e dei suoi colleghi, Stoletov rimase molto turbato dall’esclusione. Inoltre le autorità universitarie iniziarono sempre più a mostrare insoddisfazione per i suoi giudizi indipendenti. Tutto ciò si riflesse sulla sua salute, indebolita già dall’infanzia. Il 27 maggio 1896, Aleksandr Stoletov morì per via di una polmonite.

Luca D’Agostini

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