Becquerel, Alexandre-Edmond (1820-1891)

Edmond Becquerel faceva parte di una famiglia di scienziati. Suo padre, Antoine-César, era professore di fisica al Muséum d’Histoire Naturelle, e suo figlio, Henri Becquerel, anche lui fisico, scoprì il fenomeno della radioattività (per il quale ricevette il premio Nobel nel 1903).

Il lavoro scientifico di Edmond iniziò nel 1838, alla giovanissima età di diciotto anni. Quando la cattedra di professore di fisica applicata alla storia naturale fu creata per suo padre al Muséum d’Histoire Naturelle, Edmund aveva il dilemma di scegliere se frequentare l’Ecole Normale, l’Ecole Polytechnique, o diventare assistente di suo padre per il corso che accompagnava la cattedra. Scelse di assistere suo padre, e la loro collaborazione continuò per decenni. Così, il suo titolo sul frontespizio del libro pubblicato nel 1855-1856 con suo padre è dato come: “Professeur au Conservatoire impérial des Arts et Métiers, Aide-naturaliste au Muséum d’Histoire Naturelle, ecc. Dopo un breve periodo come assistente alla Sorbona, e poi come professore all’Institut Agronomique de Versailles, divenne professore al Conservatorio delle Arti e dei Mestieri nel 1852, dove lavorò per quasi quarant’anni. Quando suo padre morì nel 1878, Edmond gli succedette come direttore del Muséum oltre alla sua cattedra. Ricevette una laurea come dottore in scienze dall’Università di Parigi nel 1840, e fu eletto membro dell’Académie des Sciences nel 1863.

Pubblicò un gran numero di articoli scientifici e alcuni libri: i tre volumi Traité d’électricité et de magnétisme, et des applications de ces sciences á la chimie, á la physiologie et aux arts. (1855-1856 con suo padre); Recherches sur divers effets lumineux qui résultent de l’action de la lumiére sur les corps (1859); e La lumiére, ses causes et ses effets1867, in due volumi. All’epoca, questi argomenti erano argomenti “caldi”. Hans Christian Ørsted aveva fatto la sua scoperta che una corrente elettrica aveva un effetto su un magnete nell’anno in cui Edmond era nato. Michael Faraday aveva appena (nel 1831) scoperto l’effetto dell’induzione, e Louis Daguerre inventò la lastra fotografica nel 1837, l’anno prima che Edmund iniziasse il suo lavoro scientifico. Edmond si mise a studiare l’effetto chimico della luce, e nel 1839 scoprì un effetto notevole: l’elettricità veniva emessa in seguito alle azioni chimiche dovute alla luce: l’effetto fotoelettrico. Fu così portato alla costruzione dell'”attinometro”, che permette di misurare l’intensità della luce misurando la corrente elettrica generata dalla luce. Utilizzando lastre fotografiche, esaminò lo spettro della luce solare e scoprì che le linee scure, osservate da Fraunhofer nella parte visibile, continuano nella regione violetta e ultravioletta, e che le lastre, se esposte brevemente alla radiazione ultravioletta, diventano sensibili anche alla parte rossa, e possono effettivamente acquisire un’immagine senza sviluppo delle lastre.

Parallelamente a queste indagini, continuò (con suo padre) a studiare l’elettricità. Usò il metodo della compensazione per misurare la resistività di un gran numero di materiali, comprese le soluzioni liquide. L’effetto degli elettrodi era, in quest’ultimo caso, preso in considerazione utilizzando tubi in cui era possibile cambiare la distanza tra gli elettrodi. Gli effetti elettrochimici e le loro applicazioni pratiche erano anche una preoccupazione principale. Il secondo volume del “Traité …” si occupa principalmente della fattibilità dell’estrazione dell’argento dai minerali in Messico con metodi elettrochimici rispetto ai metodi allora in uso che coinvolgevano il carbone o il mercurio. Il mercurio era costoso e il carbone stava diventando sempre più costoso a causa della carenza di legno. Nell’introduzione al “Traité …” egli menziona che se il consumo di legno in Messico continuasse al ritmo attuale, avrebbe gravi effetti, e che il governo messicano dovrebbe essere preoccupato. (A questo punto vale la pena notare che il Messico aveva ottenuto l’indipendenza nel 1821, e il tema dell’intervento francese nelle guerre interne che seguirono era una questione politica importante). Studiò ampiamente la forza elettromotrice e la resistenza interna di un gran numero di batterie. Lui e suo padre usarono l’effetto termoelettrico per costruire termometri che potevano misurare temperature altrimenti difficili da misurare e in luoghi difficilmente accessibili con altri mezzi. La temperatura nel terreno, per esempio, veniva misurata durante tutto l’anno.

Un altro studio fu iniziato, nel 1839, con Jean-Baptiste Biot (che aveva misurato quantitativamente la forza che una corrente elettrica produce su un magnete, effetto che Ørsted aveva scoperto qualitativamente), cioè sulla fosforescenza, la fluorescenza e la luminescenza. Per studiare il fenomeno per cui certe sostanze emettono luce dopo essere state esposte alla luce, Becquerel ideò un ingegnoso apparecchio. L’idea principale era quella di avere due dischi con dei buchi che ruotavano su un asse parallelo al fascio di luce che illuminava il campione posto tra i dischi. Il campione riceve la luce solo quando un foro gli passa davanti, altrimenti il disco blocca il percorso della luce. Allo stesso modo, la luce emessa viene osservata solo quando un foro nell’altro disco passa davanti al campione e può essere esaminata in tempi diversi dopo l’esposizione cambiando le posizioni relative dei fori o cambiando la velocità di rotazione. Inoltre, un prisma può essere inserito nel percorso della luce emessa e l’analisi spettrale può essere eseguita. Con questo semplice apparato fu in grado di ridurre a 1/40.000 di secondo il tempo che separa l’eccitazione luminosa e l’osservazione. Una serie di importanti risultati furono ottenuti; per esempio, che la fluorescenza differisce dalla fosforescenza solo per la sua brevissima durata, e che lo spettro della luce fluorescente è caratteristico per ogni sostanza (uno dei primi casi di test non distruttivo).

La scoperta e le indagini dettagliate del fenomeno della fluorescenza sono generalmente considerate il principale contributo di Edmond Becquerel. Ha avuto l’ulteriore impatto di portare più tardi alla scoperta della radioattività da parte di suo figlio Henri, poiché Henri ha continuato questi studi, includendo tra le sostanze esaminate i sali di uranio.

Edmond Becquerel era interessato e dedicato alla scienza in generale. Era uno sperimentatore molto attento e fantasioso con un senso acuto degli aspetti pratici della scienza. Mise grande impegno e intuizione nell’esplorare gli usi pratici della fisica, specialmente i nuovi fenomeni di elettricità e magnetismo o, quando combinati, elettromagnetismo.

Stig Steenstrup

BIBLIOGRAFIA

Becquerel, H. (1892). “La chaire de physique du Muséum”. Revue Scientifique 49:674-678.

Harvey, E. N. (1957). A History of Luminescence from the Earliest times Until 1900. Filadelfia: American Philosophical Society.

Violle, J. (1892). “L’opera scientifica di Edmond Becquerel”. Revue Scientifique 49:353-360.

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