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Ampère, André-Marie

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Vita e opere

Fisico e matematico francese (Lione 1775-Marsiglia 1836). A lui si devono la sistemazione teorica dell'elettrodinamica e le prime basi dell'elettromagnetismo.Dotato di intelligenza precoce e versatile, fu pressoché autodidatta dedicandosi alla filosofia, alla letteratura, alle scienze naturali e soprattutto alla matematica. La tragica morte del padre (1793), giustiziato dal tribunale rivoluzionario, lo gettò in una profonda crisi che si ripercosse sui suoi studi. Ripresosi, iniziò la carriera di insegnante e ricercatore culminata con l'assegnazione della cattedra di analisi matematica all'École Polytecnique (1809), con la nomina all'Istituto di Francia (1814) e con l'insegnamento contemporaneo (1824) della fisica al Collège de France e della filosofia alla facoltà di lettere di Parigi. Il suo contributo fondamentale allo sviluppo della scienza moderna consiste nell'aver collegato le precedenti esperienze di A. Volta e Ch.-A. Coulomb sull'elettricità a quelle di H. Ch. Örsted sull'influenza della corrente elettrica sopra un ago magnetico, fondendole in un'unica teoria basata sulla nozione di identità tra forze magnetiche ed elettriche e sulla concezione dell'esistenza di “correnti particellari” nei magneti. Introdusse quindi il concetto di corrente elettrica attribuendole una direzione e un verso (regola dell'uomo di Ampère) e fornì per questo fenomeno una base matematica che permise di prevederne e calcolarne gli effetti. L'insieme dei suoi lavori fu pubblicato nel 1827 sotto il titolo Théorie des phénomènes électrodynamiques uniquement déduite de l'expérience. Ampère trasse dai suoi studi anche numerose realizzazioni pratiche quali lo strumento di misura della corrente elettrica, il solenoide e l'elettromagnete; espose inoltre il primo progetto di telegrafo fondato sui fenomeni elettromagnetici. Tra le sue ricerche in matematica notevoli sono quelle sull'integrazione delle equazioni differenziali e sui rapporti incrementali delle funzioni; si occupò anche di chimica giungendo alla scoperta della legge poi detta di Avogadro indipendentemente da quest'ultimo. Negli ultimi anni della sua vita intraprese una classificazione sistematica delle scienze, sostanzialmente ispirata alle idee illuministiche, ed esposta nell'opera Essai sur la philosophie des sciences (1834), che rimase incompiuta.

Teoremi e leggi di Ampère

A causa della fondamentale importanza assunta in elettrologia dalle ricerche sperimentali di Ampère, al suo nome sono legati numerosi teoremi e leggi relativi a tale settore; ne diamo gli enunciati fondamentali, rinviando alle voci necessarie a un loro completo inquadramento fisico-matematico. La determinazione numerica dell'intensità di campo magnetico prodotto da una o più correnti elettriche, necessaria conseguenza dell'equivalenza fra elettricità e magnetismo verificata sperimentalmente da Ampère, è espressa nella relazione di Ampère che, nella sua formulazione più semplice, dovuta a J.-B. Biot e F. Savart, dice che per una spira circolare di raggio r percorsa da corrente elettrica di intensità i, il campo magnetico misurato al centro della spira vale in A/m (vedi elettromagnetismo). Ancora da tale equivalenza (equivalenza di Ampère) discende la determinazione della forza che un campo magnetico esercita su uno o più conduttori percorsi da corrente. Essa, nel caso più semplice di un conduttore perpendicolare al piano delle linee di forza del campo magnetico di induzione B, percorso dalla corrente i, vale F = B ∤ l ∤ i (con F in newton; B in tesla; l, lunghezza del tratto di conduttore immerso nel campo, in metri; i, in ampere). Queste due leggi possono essere anche considerate come casi particolari della prima e seconda legge di Laplace, dal nome dello scienziato che ne diede la prima completa esposizione matematica. Ancora ad Ampère è spesso attribuita la legge che determina il valore della forza mutua esercitantesi fra due o più conduttori percorsi da corrente: essa si deduce dalle precedenti tenendo conto dell'equivalenza suddetta e, nel caso di conduttori rettilinei paralleli, distanti d, percorsi dalla stessa corrente i, dice che tale forza è proporzionale al quadrato dell'intensità della corrente e inversamente proporzionale alla loro distanza d (vedi elettrodinamica).

Regola dell'uomo di Ampère

"Per la regola dell'uomo di Ampère vedi disegno al lemma del 2° volume." Consente di legare il verso di una corrente elettrica alla direzione del campo magnetico da essa prodotto "Per la regola dell'uomo di Ampere vedi il disegno a pg. 34 del 2° volume." ; un osservatore, disteso lungo il conduttore, supponendo che la corrente lo percorra dai piedi alla testa, vede il polo nord di un ago magnetico disporsi alla sua sinistra.

R. Sartori, Ampère, Brescia, 1946; L. Geymonat, Storia del pensiero filosofico e scientifico, vol. IV, Milano, 1971; R. Coltellese, Storia della scienza contemporanea. Le scienze fisiche, Roma, 1983.