2. L'invenzione del telefono Analisi dell'invenzione del "telegrafo parlante" in base alle conoscenze attuali

 Va osservato innanzitutto che se Meucci non avesse seguito fedelmente, nei suoi esperimenti di elettroterapia, la prescrizione (priva di fondamento scientifico) di Mesmer e di Bertholon, di porsi in comunicazione elettrica col paziente, non avrebbe potuto scoprire la possibilità di trasmettere la voce per via elettrica. Non avrebbe infatti avuto nessun motivo di tenere in mano uno strumento analogo a quello del paziente.

L'invenzione del "telegrafo parlante" ebbe quindi origine da una scoperta del tutto casuale, come d'altra parte è avvenuto anche per molte altre invenzioni.

Oggi riteniamo che quella prima trasmissione della voce per via elettrica (1849) sia avvenuta secondo due principi, all'epoca del tutto ignoti, che cominciarono ad essere capiti e sfruttati tecnicamente soltanto dopo il 1876:

• il principio di funzionamento del microfono a resistenza variabile;
• il principio di funzionamento del telefono elettrostatico.

  Infatti, quando il paziente gridò per la scossa subita (primo esperimento), venne interposta, nel circuito di collegamento con la batteria di pile Bunsen, la resistenza del contatto (nella bocca del paziente) fra linguetta di rame e saliva. Questa resistenza, che variava per effetto delle variazioni di pressione acustica provocate dal grido, influenzava anche la resistenza complessiva del circuito, provocando variazioni del flusso di corrente elettrica lungo il filo di rame. Il microfono a resistenza variabile (assieme ad altri tipi di microfono, primo fra tutti il microfono a carbone di Thomas Alva Edison) fu uno dei fattori del successo della telefonia, consentendo, in particolare, la trasmissione a lunga distanza. Lo stesso principio venne applicato anche nel trasmettitore a liquido di Ehisha Gray e di Alexander Graham Bell.

  Il secondo principio, quello del telefono elettrostatico, ha oggi solo applicazioni specialistiche. Esso può essere illustrato richiamando il principio dell’elettroscopio a foglia: se due foglioline d’oro, incernierate ad un estremo (dove si trovano in contatto elettrico fra loro), sono caricate ad una certa tensione, esse si divaricano per effetto della repulsione fra le cariche dello stesso segno che si dispongono su di esse. Se la tensione applicata è variabile, le foglioline vibrano seguendone le variazioni, e funzionano dunque da "ricevitore telefonico a condensatore". Lo stesso principio può essere sfruttato anche in trasmissione per realizzare il cosiddetto "microfono a condensatore" .

  Nel primo esperimento compiuto da Meucci (quello in cui il paziente gridò, dopo aver messo in bocca la linguetta metallica), il collegamento era quello rappresentato nella figura 17 della deposizione di Meucci al processo Bell/Globe.

  All'estremo trasmittente, la trasmissione della voce avvenne per effetto della resistenza variabile del contatto fra la linguetta metallica dell'utensile e la saliva , nella cavità orale del paziente.

  All’estremo ricevente, la linguetta di rame dell'utensile che Meucci teneva in una mano - mentre con l'altra chiudeva il circuito con la batteria - si comportò come l’armatura di un condensatore sottoposto a tensione variabile; di conseguenza essa entrò in vibrazione, per effetto del grido del paziente, riproducendo l'andamento delle variazioni di pressione acustica che avevano generato le variazioni di resistenza elettrica.

   Nella terza figura - che riporta l'interpretazione del fenomeno data attualmente da B. Catania e che è stata presentata in occasione del 150° anniversario della prima trasmissione della voce per via elettrica - viene mostrato il circuito elettrico equivalente dell'intero collegamento. 

  Quando il paziente lanciò il grido, si verificò una forte variazione della resistenza elettrica R_v fra la linguetta di rame C₂ e la sua saliva. Questa resistenza variabile era collegata a sua volta, attraverso il corpo del paziente, all'altro conduttore (C₁) che questi teneva in mano. La resistenza variabile R_v sommata alla resistenza del conduttore (R_w ) e alla resistenza interna della batteria (R_b), provocò una variazione della resistenza totale del circuito (R_v + R_w + R_b), e di conseguenza anche del flusso di corrente attraverso il filo e della tensione applicata alla linguetta metallica C₃ dell'utensile tenuto in mano da Meucci. Ed è stata questa variazione di tensione che, facendo vibrare per effetto elettrostatico la linguetta metallica, ha reso udibile il grido del paziente.

  Quando Meucci, per superare l’inconveniente della scossa, interpose un cono di cartone, sia in trasmissione che in ricezione (secondo esperimento), la trasmissione della voce avvenne esclusivamente per effetto elettrostatico, realizzando quello che fu denominato, nel 1883, dal prof. A. E. Dolbear, "static telephone"; un sistema sostanzialmente identico a quello usato da Meucci nel 1849.

  Lo schema del "circuito telefonico" usato da Meucci all’Avana neI 1849, mostra come la prescrizione di Mesmer, che imponeva al medico di inserirsi in circuito col paziente, abbia potuto suggerire, allo stesso Meucci, il primo schema per realizzare una conversazione telefonica bidirezionale e simultanea. Una seconda riflessione è che, negli esperimenti dell’Avana, non furono usate bobine o magneti di sorta, né permanenti né temporanei (cioè elettromagneti), che Meucci iniziò ad adoperare soltanto nel 1853, a New York.

  Occorre anche evidenziare che la qualità di trasmissione della voce del primo esperimento (quello del famoso grido, udito da Meucci, quando ancora non aveva aggiunto agli utensili il cono di cartone) doveva essere decisamente superiore a quella del secondo esperimento (quello con l’aggiunta dei coni di cartone) perché un microfono a resistenza variabile è decisamente più potente di un microfono a condensatore. Inoltre, dopo l’applicazione del cono di cartone (e nonostante il guadagno di pressione acustica fornito dal cono stesso), per quanto forte potesse parlare il paziente, non poteva certo gridare come quella prima volta, quando anche la tensione applicata, particolarmente elevata (114 V), aveva aumentato considerevolmente l'effetto elettrostatico (la cui intensità varia con il quadrato della tensione continua di polarizzazione).

  E fu proprio il ricordo di quell’irripetibile grido, così limpido e chiaro - a differenza del "mormorio, suono inaurticolato" udito dopo l’applicazione del cono di cartone - che accompagnò e sostenne Antonio Meucci durante tutte le sue sperimentazioni, che continuarono per oltre vent’anni.

    

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