Evangelista Torricelli - Evangelista Torricelli

Evangelista Torricelli
Evangelista Torricelli di Lorenzo Lippi (1647 circa, Galleria Silvano Lodi & Due).jpg
Evangelista Torricelli di Lorenzo Lippi ( c.  1647 )
Nato ( 1608-10-15 )15 ottobre 1608
Roma , Stato Pontificio
Morto 25 ottobre 1647 (1647-10-25)(39 anni)
Nazionalità italiano
Alma mater Sapienza Università di Roma
Conosciuto per Barometro
Esperimento di
Torricelli Equazione di
Torricelli Legge di
Torricelli Punto di
Torricelli Tromba di
Torricelli Vuoto torricelliano
Carriera scientifica
Campi Fisica
Matematica
Istituzioni Università di Pisa
Consulenti accademici Benedetto Castelli
Studenti notevoli Vincenzo Viviani
Influenze Galileo Galilei
influenzato Robert Boyle
Blaise Pascal

Evangelista Torricelli ( / ˌ t ɔːr i ɛ l I / TORR -ee- CHEL -ee , anche degli Stati Uniti : / ˌ t ɔːr - / TOR - , italiano:  [evandʒelista torritʃɛlli] ( ascolta )A proposito di questo suono ; 15 ottobre 1608 - 25 ottobre 1647) è stato un italiano fisico e matematico, e uno studente di Galileo . È noto soprattutto per la sua invenzione del barometro , ma è anche noto per i suoi progressi nell'ottica e per il metodo degli indivisibili .

Biografia

Primi anni di vita

Evangelista Torricelli nacque il 15 ottobre 1608 a Roma , primogenito di Gaspare Torricelli e Caterina Angetti. La sua famiglia era di Faenza in provincia di Ravenna , allora parte dello Stato Pontificio . Suo padre era un operaio tessile e la famiglia era molto povera. Vedendo le sue doti, i suoi genitori lo mandarono ad essere educato a Faenza, sotto la cura di suo zio, Giacomo (James), un monaco camaldolese , che per primo assicurò al nipote una sana educazione di base. Entrò quindi il giovane Torricelli in un Collegio dei Gesuiti nel 1624, forse quello di Faenza, per studiare matematica e filosofia fino al 1626, anno in cui suo padre, Gaspare, era morto. Lo zio inviò poi Torricelli a Roma per studiare scienze sotto il monaco benedettino Benedetto Castelli , professore di matematica al Collegio della Sapienza (oggi Sapienza Università di Roma ). Castelli fu allievo di Galileo Galilei . "Benedetto Castelli fece esperimenti sull'acqua corrente (1628), e gli furono affidate da papa Urbano VIII le imprese idrauliche". Non ci sono prove concrete che Torricelli fosse iscritto all'università. È quasi certo che Torricelli sia stato istruito da Castelli. In cambio lavorò per lui come suo segretario dal 1626 al 1632 in regime privato. Per questo Torricelli fu esposto a esperimenti finanziati da papa Urbano VIII . Mentre viveva a Roma, Torricelli divenne anche allievo del matematico Bonaventura Cavalieri , con il quale divenne grande amico. Fu a Roma che Torricelli fece amicizia anche con altri due allievi di Castelli, Raffaello Magiotti e Antonio Nardi . Galileo si riferiva affettuosamente a Torricelli, Magiotti e Nardi come al suo "triumvirato" a Roma.

Carriera

La statua di Torricelli nel Museo di Storia Naturale di Firenze

Nel 1632, poco dopo la pubblicazione di Galileo s' Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo , Torricelli ha scritto a Galileo di leggerlo "con la gioia ... di chi, avendo già praticato tutti geometrie più diligente ... e avendo studiò Tolomeo e vide quasi tutto di Tycho Brahe , Keplero e Longomontano , infine, costretto dalle molte congruenze, venne ad aderire a Copernico , e fu galileo di professione e setta". (Il Vaticano condannò Galileo nel giugno 1633, e questa fu l'unica occasione nota in cui Torricelli si dichiarò apertamente di sostenere la visione copernicana.)

A parte alcune lettere, poco si sa dell'attività di Torricelli negli anni tra il 1632 e il 1641, quando Castelli inviò a Galileo, allora prigioniero nella sua villa ad Arcetri, la monografia di Torricelli sulla traiettoria dei proiettili . Sebbene Galileo avesse prontamente invitato Torricelli a visitare, Torricelli non accettò fino a soli tre mesi prima della morte di Galileo. La ragione di ciò fu che la madre di Torricelli, Caterina Angeliti, morì. "(T) il suo breve rapporto con il grande matematico permise a Torricelli di finire il quinto dialogo sotto la direzione personale del suo autore; fu pubblicato da Viviani, un altro allievo di Galileo, nel 1674." Dopo la morte di Galileo, l'8 gennaio 1642, il Granduca Ferdinando II de' Medici chiese a Torricelli di succedere a Galileo come matematico granducale e cattedra di matematica all'Università di Pisa . Poco prima dell'appuntamento, Torricelli stava pensando di tornare a Roma perché non gli era rimasto nulla a Firenze, dove aveva inventato il barometro . In questo nuovo ruolo ha risolto alcuni dei grandi problemi matematici del giorno, come trovare l' area e il centro di gravità di una cicloide . Come risultato di questo studio, scrisse il libro l' Opera geometrica in cui descriveva le sue osservazioni. Il libro è stato pubblicato nel 1644.

Poco si sapeva di Torricelli per quanto riguarda le sue opere in geometria quando accettò l'incarico d'onore, ma dopo aver pubblicato l' Opera geometrica due anni dopo, divenne molto stimato in quella disciplina. "Era interessato all'ottica e ha inventato un metodo per cui lenti microscopiche potrebbero essere fatte di vetro che potrebbe essere facilmente sciolto in una lampada." Di conseguenza, progettò e costruì una serie di telescopi e semplici microscopi; diverse grandi lenti, con inciso il suo nome, sono ancora conservate a Firenze . L'11 giugno 1644 scrisse in una lettera a Michelangelo Ricci :

Noi viviamo sommersi nel fondo d'un pelago d'aria. (Viviamo sommersi in fondo a un oceano d'aria.)

Tuttavia il suo lavoro sulla cicloide lo coinvolse in una controversia con Gilles de Roberval , che lo accusò di aver plagiato la sua precedente soluzione del problema della sua quadratura . Sebbene sembri che Torricelli abbia raggiunto la sua soluzione in modo indipendente, la questione è stata ancora dibattuta fino alla sua morte.

Morte

Evangelista Torricelli ritratto in prima
pagina delle Lezioni d'Evangelista Torricelli
L'esperimento di Torricelli
Mappa del cratere lunare di Torricelli

Torricelli morì di febbre, molto probabilmente tifo , a Firenze il 25 ottobre 1647, 10 giorni dopo il suo 39° compleanno, e fu sepolto presso la Basilica di San Lorenzo . Ha lasciato tutti i suoi averi al figlio adottivo Alessandro. "Appartengono a quel primo periodo i suoi opuscoli su Solidi spherali, Contatti e la maggior parte delle proposizioni e problemi vari che furono raccolti da Viviani dopo la morte di Torricelli. Questo primo lavoro deve molto allo studio dei classici." Sessantotto anni dopo la morte di Torricelli, il suo genio riempiva ancora di ammirazione i contemporanei, come testimonia l'anagramma sotto il frontespizio delle Lezioni accademiche d'Evangelista Torricelli pubblicato nel 1715: En virescit Galileus alter, che significa "Qui fiorisce un altro Galileo".

A Faenza, una statua di Torricelli fu creata nel 1868 in segno di gratitudine per tutto ciò che Torricelli aveva fatto per far progredire la scienza durante la sua breve vita. In suo onore sono stati nominati l' asteroide 7437 Torricelli e un cratere sulla Luna.

Il lavoro di Torricelli in fisica

La lettura delle Due nuove scienze di Galileo (1638) ispirò a Torricelli molti sviluppi dei principi meccanici ivi esposti, che incarnò in un trattato De motu (stampato tra la sua Opera geometrica , 1644). La sua comunicazione da parte di Castelli a Galileo nel 1641, con la proposta che Torricelli risiedesse con lui, portò Torricelli a recarsi a Firenze , dove conobbe Galileo, e funse da suo amanuense durante i tre mesi rimanenti della sua vita.

Le pompe aspiranti e l'invenzione del barometro

Il lavoro di Torricelli portò alle prime speculazioni sulla pressione atmosferica, e alla corollario dell'invenzione del barometro a mercurio (dalla parola greca baros, che significa peso) - il cui principio fu descritto già nel 1631 da René Descartes , sebbene non ci siano prove che Cartesio abbia mai costruito uno strumento del genere.

Il barometro nasce dall'esigenza di risolvere un problema teorico e pratico: una pompa aspirante poteva sollevare l'acqua solo fino a un'altezza di 10 metri (34 piedi) (come raccontato nelle Due nuove scienze di Galileo ). All'inizio del 1600, il maestro di Torricelli, Galileo, sostenne che le pompe aspiranti erano in grado di attingere acqua da un pozzo a causa della "forza del vuoto". Questo argomento, tuttavia, non riusciva a spiegare il fatto che le pompe di aspirazione potevano sollevare l'acqua solo fino a un'altezza di 10 metri.

Dopo la morte di Galileo, Torricelli propose, piuttosto, di vivere in un "mare d'aria" che esercita una pressione per molti versi analoga a quella dell'acqua sugli oggetti sommersi. Secondo questa ipotesi, a livello del mare, l'aria nell'atmosfera ha un peso che equivale all'incirca al peso di una colonna d'acqua di 34 piedi. Quando una pompa aspirante crea il vuoto all'interno di un tubo, l'atmosfera non spinge più sulla colonna d'acqua al di sotto del pistone ma continua a spingere verso il basso la superficie dell'acqua esterna, facendo così salire l'acqua fino a quando il suo peso non controbilancia il peso dell'atmosfera . Questa ipotesi potrebbe averlo portato a una previsione sorprendente: che una pompa di aspirazione potrebbe solo aumentare il mercurio, che è 13 volte più pesante dell'acqua, a 1/13 dell'altezza della colonna d'acqua (76 centimetri) in una pompa simile. (È possibile però che Torricelli abbia effettuato prima l'esperimento del mercurio, e poi abbia formulato la sua ipotesi del mare d'aria).

Nel 1643, Torricelli riempì un tubo lungo un metro (con un'estremità sigillata) di mercurio, tredici volte più denso dell'acqua, e lo collocò verticalmente in una bacinella di metallo liquido. La colonna di mercurio è scesa a circa 76 centimetri (30 pollici), producendo un vuoto torricelliano sopra. Questo è stato anche il primo incidente registrato di creazione di un vuoto permanente.

Una seconda previsione inequivocabile dell'ipotesi del mare d'aria di Torricelli fu fatta da Blaise Pascal , il quale sostenne, e dimostrò, che la colonna di mercurio del barometro dovrebbe scendere a quote più elevate. Infatti, è leggermente sceso in cima a un campanile di 50 metri, e molto di più sulla vetta di una montagna di 1460 metri.

Come ora sappiamo, l'altezza della colonna varia con la pressione atmosferica nello stesso luogo, un fatto che gioca un ruolo chiave nelle previsioni meteorologiche. I cambiamenti della linea di base nell'altezza della colonna a diverse altezze, a loro volta, sono alla base del principio dell'altimetro. Così, questo lavoro ha posto le basi per il moderno concetto di pressione atmosferica , il primo barometro , uno strumento che in seguito avrebbe svolto un ruolo chiave nelle previsioni meteorologiche, e il primo altimetro a pressione , che misura l'altitudine ed è spesso utilizzato nell'escursionismo, nell'arrampicata, sci e aviazione.

La soluzione dell'enigma della pompa aspirante e la scoperta del principio del barometro e dell'altimetro hanno perpetuato la fama di Torricelli con termini come "tubo torricelliano" e "vuoto torricelliano". Da lui prende il nome il torr , un'unità di pressione utilizzata nelle misurazioni del vuoto.

Legge di Torricelli

Torricelli scoprì anche una legge, relativa alla velocità di un fluido che fuoriesce da un'apertura, che in seguito si rivelò essere un caso particolare del principio di Bernoulli . Ha scoperto che l'acqua fuoriesce da un piccolo foro sul fondo di un contenitore con una velocità proporzionale alla radice quadrata della profondità dell'acqua. Quindi se il contenitore è un cilindro verticale con una piccola perdita sul fondo e y è la profondità dell'acqua al tempo t , allora

per qualche costante k > 0.

Lo studio dei proiettili

Torricelli studiò i proiettili e il modo in cui viaggiavano nell'aria. "Forse la sua impresa più notevole nel campo dei proiettili fu quella di stabilire per la prima volta l'idea di un involucro : proiettili inviati alla stessa velocità in tutte le direzioni [...] tracciano parabole tutte tangenti ad un comune paraboloide . Questa busta divenne nota come la parabola di sicurezza ( parabola di sicurezza )."

Causa del vento

Torricelli diede la prima descrizione scientifica della causa del vento :

... i venti sono prodotti dalle differenze di temperatura dell'aria, e quindi di densità, tra due regioni della terra.

Il lavoro di Torricelli in matematica

Torricelli è famoso anche per il ritrovamento della tromba di Torricelli (anche - forse più spesso - nota come Corno di Gabriele ) la cui superficie è infinita , ma il cui volume è finito. Questo fu visto come un "incredibile" paradosso da molti all'epoca, incluso lo stesso Torricelli, e suscitò una feroce polemica sulla natura dell'infinito, che coinvolse anche il filosofo Hobbes . Alcuni ritengono che abbia portato all'idea di un "infinito compiuto". Torricelli tentò diverse prove alternative, tentando di dimostrare che anche la sua superficie era finita, ma tutte fallirono.

Torricelli fu anche un pioniere nel campo delle serie infinite. Torricelli nel suo De dimensione parabolae del 1644 considerava una successione decrescente di termini positivi e mostrava che la corrispondente serie telescopica converge necessariamente a , dove L è il limite della successione, e dà così dimostrazione della formula per la somma di un serie geometrica.

Torricelli sviluppò ulteriormente il metodo degli indivisibili di Cavalieri . Molti matematici del XVII secolo appresero il metodo attraverso Torricelli, la cui scrittura era più accessibile di quella di Cavalieri.

sottomarini italiani

Torricelli (S-512);0837310
1959 Evangelista Torricelli francobollo commemorativo della URSS

Diversi sottomarini della Marina Militare Italiana hanno preso il nome da Evangelista Torricelli:

Opere selezionate

I suoi manoscritti originali sono conservati a Firenze, Italia. Sono apparsi in stampa:

Guarda anche

Appunti

Riferimenti

link esterno