About this course

Il corso vuole dare, in forma il più possibile semplice ma accurata, un'idea di come Alessandro Volta inventò la pila in un contesto scientifico che vide interagire insieme la fisica, l'anatomia e la fisiologia animale. Si procede esaminando il ruolo chiave che, inaspettatamente, la pila ebbe nell'aprire gli interi nuovi domini dell'elettrochimica, dell'elettromagnetismo e delle loro fondamentali ricadute teoriche e applicative. Il corso si sofferma infine sull’eredità scientifica più attuale di Volta indicando come l’elettricità di contatto – che egli ipotizza sin dalle prime fasi dei dibattiti che lo conducono alla pila e che in suo onore oggi si chiama “effetto Volta” – interviene in tecnologie avanzate come il foto(volta)ico e l’illuminazione a LED. Insieme alle idee, il corso considera anche il ruolo molto importante degli strumenti, sfruttando a questo scopo le potenzialità offerte dalle collezioni storiche custodite nelle strutture museali dell’Università di Pavia.

Obiettivi formativi

Acquisire conoscenze di primo livello accurate sugli argomenti proposti e corrispondente sviluppo di capacità di giudizio critico di fronte a materiali didattici, divulgativi o anche specialistici dedicati agli stessi temi. Stimolo alla riflessione sui complessi meccanismi di costruzione del sapere scientifico all'interno della dimensione storica generale. Sviluppare una prima idea dei principi di funzionamento delle tecnologie del fotovoltaico e dell'illuminazione a LED, tanto diffuse quanto poco note ai non specialisti nei meccanismi fisici che le rendono possibili.

Conoscenze richieste

Il corso presenta contestualmente le nozioni di base necessarie per la comprensione dei contenuti.

Struttura del corso

Il corso è diviso in 8 capitoli.

CAPITOLO 1

1. Introduzione
1.1. L'eredità di Volta: dalla pila all'elettricità fotovoltaica

CAPITOLO 2

2. Protagonisti e luoghi
2.1. Volta e Pavia
2.2. Galvani e Bologna

CAPITOLO 3

3. Fisiologia e fisica prima del dibattito sull'elettricità animale di Galvani
3.1. Introduzione
3.2. Sensazioni e contrazione muscolare
3.3. Strumenti fisici: la bottiglia di Leida
3.4. Strumenti fisici di Volta: il condensatore elettrico e la “caccia alle elettricità deboli”
3.5. Strumenti fisici di Volta: elettrometri, quantificazione dell’elettricità e standardizzazione delle misure elettriche

CAPITOLO 4

4. L'elettricità animale di Galvani

4.1. Introduzione

4.2. Le prime ricerche elettrofisiologiche di Galvani

4.3. Il “primo esperimento” di Galvani

4.4. Il “secondo esperimento” di Galvani

4.5. La bottiglia di Leida animale

CAPITOLO 5

5. L'elettricità di contatto di Volta

5.1. Gli esperimenti e i criteri guida di Volta

5.2. La diversità dei metalli, disparità tra cause ipotizzate ed effetti osservati, ruolo dei nervi nella fisiologia animale

5.3. L’ipotesi dell’elettricità di contatto

CAPITOLO 6

6. L'invenzione della pila

6.1. Introduzione

6.2. Il terzo esperimento di Galvani

6.3. La risposta di Volta: estensione della teoria dell’elettricità di contatto

6.4. L’elettricità della torpedine e l’invenzione della pila

CAPITOLO 7

7. L'impatto della pila

7.1. La nascita tumultuosa dell'elettochimica

7.2. Magnetismo ed elettricità

7.3. Elettricità dal magnetismo

7.4. Applicazioni e sviluppi dell'elettromagnetismo

CAPITOLO 8

8. L'eredità di Volta oggi

8.1. Introduzione

8.2. Applicazioni tecnologiche e sviluppi dell'elettromagnetismo

8.3. Le straordinarie proprietà della giunzione P-N

8.4. L'effetto Volta oggi: Led e illuminazione

8.5. L'effetto Volta oggi: elettricità fotovoltaica

Course instructors

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Lucio Fregonese

Lucio Fregonese si è laureato con lode in fisica all’Università degli studi di Pavia, presso la quale è stato assunto nel 1996 in qualità di conservatore del Museo per la Storia dell’Università.
Nel 1999 ha conseguito un dottorato in Storia e Filosofia della Scienza (PhD) all’Università di Cambridge (UK), preceduto nel 1995 da un Master nello stesso settore presso la stessa Università.
Nel 2001 ha conseguito l’idoneità di professore universitario di II fascia, settore FIS/08, Didattica e Storia della Fisica.
Dal 2005 al 2008 ha prestato servizio come professore di II fascia (non confermato) presso il Dipartimento di Fisica dell’Università degli Studi di Pavia. Dal 2008 presta servizio come professore di II fascia confermato presso lo stesso Dipartimento, tenendo i corsi principali di Storia della Fisica e Museologia Scientifica. Ha tenuto anche svariati corsi di Storia della Fisica nell'ambito della S.I.L.S.I.S. per la formazione dei docenti di scuola superiore.
Dall’anno accademico 2011-2012 tiene il corso di Storia della Fisica per l’Insegnamento nell’ ambito del TFA (Tirocinio Formativo Attivo) per la formazione degli insegnanti della Scuola Media Superiore.
Dal 2012 è Presidente del Consiglio Direttivo della S.I.S.F.A. (Società Italiana degli Storici della Fisica e dell'Astronomia) e in precedenza è stato membro del Consiglio Direttivo della stessa Società. Gli interessi e le attività scientifiche si incentrano sulla storia della scienza italiana ed europea tra la seconda metà del Settecento e la prima metà dell’Ottocento.
Prevalente è stato l’interesse per la figura di Alessandro Volta, non solo in relazione all’elettricità, ma anche alla chimica e al contesto fisiologico entro cui si svolse il dibattito sull’elettricità animale con i sostenitori di Galvani e da cui alla fine emerse la sua grande invenzione della pila. Si è impegnato in una ricostruzione del pensiero fisico di Volta, mettendo in discussione una serie di interpretazioni stabilizzate che mostrano i segni del tempo e varie inadeguatezze storiografiche, tra cui soprattutto l’interpretazione (esplicita o implicita) dell'elettricità voltiana alla luce dell’elettrostatica moderna. Ha fatto in questo senso vedere come i punti di riferimento di Volta fossero principalmente B. Franklin, G.B. Beccaria e R. Boscovich, e non F. Aepinus o H. Cavendish, che furono gli iniziatori degli schemi dell’elettrostatica moderna, o peggio le formulazioni successivamente sviluppate a partire dai loro semi.
Questi risultati sono elaborati in varie pubblicazioni, in cui si dà anche ampio ruolo al collegamento tra le teorie e gli strumenti di Volta. Le competenze acquisite nel settore degli studi voltiani gli sono state riconosciute assegnandogli la voce "Volta" nei volumi di aggiornamento del prestigioso "Dictionary of Scientific Biography". Ha inoltre contribuito agli studi voltiani nella veste di coeditore scientifico della serie "Nuova Voltiana: Studies on Volta and his Times", specificata nella lista delle pubblicazioni. Attualmente contribuisce all'Edizione Nazionale delle Opere di Ruggero Boscovich occupandosi degli estesi commenti e note che questo autore produsse per l'ampio poema scientifico newtoniano "Philosophia recentioris" di Benedetto Stay.
Altri settori di ricerca sono la fisica molecolare di P.S. Laplace e la sua ricezione in Italia, la
teoria della conduzione elettrica di G.S. Ohm in relazione alle teorie della conduzione termica di P.S. Laplace e J. Fourier. Si è occupato anche di Stefano Marianini, interessante figura di fisico ottocentesco, scrivendo la relativa voce per il "Dizionario Biografico degli Italiani". Ha anche svolto una intensa attività nel campo della progettazione scientifica e allestimento di mostre nazionali e internazionali di storia della scienza. Nel 2005 è stato il responsabile scientifico della sezione di storia della fisica classica nell'ambito della mostra su al Albert Einstein, tenutasi a Pavia e organizzata in collaborazione con il "Max-Planck Institut" di Berlino.
Nel 2006 è stato co-organizzatore e responsabile scientifico della mostra "The Legacy of Volta: From the Battery to Photovoltaic Electricity", tenutasi in Cina, alla "Tongji University" di Shanghai. Nel 2007 è stato co-organizzatore e corresponsabile scientifico della mostra "Medicine and Life Sciences in Pavia and Bologna", tenutasi in Cina, al "China Museum of Science and Technology" di Pechino e alla "Tongji University" di Shanghai. Sempre in veste di responsabile scientifico, nel 2009 ha riproposto una versione estesa della mostra "The Legacy of Volta: From the Battery to Photovoltaic Electricity" in collaborazione con la "Bibliotheca Alexandrina" di Alessandria d'Egitto e con l'"Istituto Lombardo" di Milano. Questa mostra si è tenuta al "Planetarium Science Center" della prestigiosa biblio.