Hermann von Helmholtz
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Hermann von Helmholtz (Ritratto di Ludwig Knaus, 1881)
Hermann von Helmholtz (Potsdam, 31 agosto 1821 – Berlino-Charlottenburg, 8 settembre 1894) è stato un fisico e fisiologo tedesco. Un vero homo universalis, fu uno dei scienziati più poliedrici del suo tempo e venne soprannominato Cancelliere della fisica.
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[modifica] Vita
Helmholtz, figlio di un insegnante, studiò medicina all'Istituto medico-chirurgico "Friedrich-Wilhelm" a Berlino. Visto che questo corso di studi prevedeva un successivo servizio militare di otto anni, Helmholtz dal 1843 servì come medico militare a Potsdam. Nel 1848 su raccomandazione di Alexander von Humboldt fu prematuramente rilasciato dal servizio e in prima istanza inizia ad insegnare anatomia all'accademia d'arte di Berlino. Nel 1849 ottenne una cattedra come professore di fisiologia e patologia a Kaliningrad, allora nota come Königsberg. Nel 1855 passò alla cattedra di anatomia e fisiologia a Bonn, nel 1858 quella di fisiologia a Heidelberg. Nel 1870 Helmholtz divenne membro dell'Accademia delle scienze Prussiana.
Nel 1871 si trasferisce a Berlino come professore di fisica. Nel 1888 Helmholtz divenne il primo presidente del appena fondato Istituto Nazionale di Fisica e Tecnica (Physikalisch-Technischen Reichsanstalt) a Charlottenburg. All'inizio del suo lavoro scientifico Helmholtz, tramite ricerche sulla fermentazione, decomposizione e la produzione di calore degli esseri viventi (che ricondusse soprattutto all'attività muscolare), giunse alla formulazione del legge di conservazione dell'energia. Nel suo libro "Sulla conservazione dell'energia" (Über die Erhaltung der Kraft, 1847) formulò il principio in maniera più dettagliata di Julius Robert von Mayer nel 1842, e in questo modo contribuì in maniera significativa all'accettazione di questo principio inizialmente molto controverso. Applicando il principio di conservazione agli esseri viventi Helmholtz contraddisse il Vitalismo, che poneva una "forza vitale" a fondamento della vita. Successivamente Helmholtz precisò il principio per le reazioni chimiche e nel 1881 introdusse il concetto di energia libera, distinguendola dall'energia legata.
Già nel 1842 Helmholtz dimostrò l'origine delle fibre nervose dai gangli. Nel 1852 gli riuscì la misurazione della velocità di propagazione di impulsi nervosi. Continuando le sue ricerche fisiologiche sul sistema nervoso, si occupò della fisiologia dell'orecchio e dell'occhio e dell'udito e la vista. Sviluppò una teoria matematica per spiegare il timbro in base agli armonici naturali, la teoria della risonanza su cui basò la sua opera "La teoria delle sensazioni tonali come base fisiologica della teoria musicale" ("Die Lehre von den Tonempfindungen als physiologische Grundlage für die Theorie der Musik", 1863). Helmholtz portò la teoria tricromatica sviluppata da Thomas Young al successo, inventò nel 1850 l'oftalmoscopio per studiare l'occhio, nel 1851 l'oftalmometro per stabilire il grado di curvatura della cornea e nel 1857 il telestereoscopio.
Con la creazione di una "teoria sui vortici" (1858 e 1868) riguardante il comportamento ed il moto dei vortici in flusso laminare, Helmholtz pose i fondamenti dell'idrodinamica. Nelle sue ricerche sull'elettrodinamica Helmholtz cercò un compromesso tra la teoria di Franz Ernst Neumann e James Clerk Maxwell. Le sue ricerche su trombe d'aria, temporali, e ghiacciai resero Helmholtz tra i fondatori della teoria scientifica della meteorologia. Nella teoria della cognizione Helmholtz discusse di calcolo e misurazione ed anche della validità generale del principio di minima azione. Fu uno dei fondatori di ottica ed acustica e modificò il concetto classico di percezione; in contrapposizione ad Immanuel Kant rifiutò il concetto di forma a priori e pertanto appoggiò lo sviluppo delle geometrie non euclidee. In chiusura del suo "Manuale di Fisiologia Ottica" del 1856-67, spiegò il ruolo che il "riflesso incondizionato" gioca nel processo percettivo.
Genitori di von Helmholtz furono: August Ferdinand Julius H. u. Caroline Penne (1797-1854); ebbe due mogli [26 Agosto 1849 Olga von Velten (1827-1859) e 16 Maggio 1861 Anna von Mohl (1834-1899)] ebbe 5 figli (3 maschi e 2 figlie).
[modifica] Bobina di Helmholtz
Una semplice geometria, spesso utilizzata, per la produzione di campi magnetici uniformi. Il dispositivo consiste di due bobine, con ugual numero di convoluzioni, ed ugual raggio,poste ad una distanza uguale al raggio delle bobine stesse. Attraverso tali bobine scorre una corrente, che ha la stessa direzione per entrambe le bobine. Il dispositivo fu chiamato così in suo onore.
[modifica] Risonanza di Helmholtz
Nell'analisi dei suoni, Helmholtz utilizzò un risonatore (un dispositivo oscillante che comincia ad oscillare a determinate frequenze, dette autofrequenze di risonanza), consistente in una sfera cava sulla cui superficie era stata praticata un'apertura. Il risonatore di Helmholtz è usato ancor oggi, per esempio nei motori Porsche, per aumentare la tenuta di strada e ridurre i consumi.
[modifica] Equazione differenziale di Helmholtz
Ad Helmholtz si deve anche una equazione alle derivate parziali
dove 
é l'operatore di Laplace.
É usata in fisica, per esempio nella soluzione dell'equazione delle onde, consentendo la separazione delle variabili e la determinazione di una soluzione armonica dipendente dal tempo.
[modifica] Opere
- Über die Akademische Freiheit der deutschen Universitäten, Rede beim Antritt des Rectorats an der Friedrich-Wilhelms-Universität zu Berlin am 15. October 1877 gehalten, Nachdr. der Ausg. Berlin, Hirschwald, 1878, Hrsg.: Universitätsbibliothek der Humboldt-Universität zu Berlin 2005
- Schriften zur Erkenntnistheorie, kommentiert von Moritz Schlick und Paul Hertz, hrsg. von Ecke Bonk, Wien ; New York : Springer 1998, ISBN 3-211-82770-6
- Über die Erhaltung der Kraft (1847)/ Über Wirbelbewegungen (1858), hrsg. von A. Wangerin, 2. Aufl., Reprint der Ausg. Leipzig, Engelmann, Thun ; Frankfurt am Main : Deutsch 1996, ISBN 3-8171-3001-5
- Abhandlungen zur Philosophie und Geometrie, Hrsg. u. eingel. von Sabine S. Gehlhaar, Cuxhaven : Junghans 1987, ISBN 3-926848-00-6
- Die Lehre von den Tonempfindungen als physiologische Grundlage für die Theorie der Musik, Unveränd. Nachdr. d. Ausg. Braunschweig 1863, Frankfurt/Main : Minerva-Verlag 1981, ISBN 3-8102-0715-2
- Beschreibung eines Augenspiegels zur Untersuchung der Netzhaut im lebenden Auge, Unveränd. Nachdr. d. Ausg. Leipzig, J. A. Barth, 1910, Leipzig 1968
- Das Denken in der Naturwissenschaft, Unveränd. reprograf. Nachdr. Darmstadt : Wissenschaftliche Buchges. 1968
- Die Tatsachen in der Wahrnehmung/ Zählen und Messen erkenntnistheoretisch betrachtet, Unveränd., fotomechan. Nachdr. Darmstadt : Wissenschaftl. Buchgesellsch. 1959
[modifica] Voci correlate
- Risonanza di Helmholtz
- Energia libera di Helmholtz
- Meccanismo di Kelvin-Helmholtz
- Teorema di Helmholtz
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