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Sir George Gabriel Stokes

Minibiografia a cura di Franco Luigi Fabbri

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(1819-1903) Figlio di un pastore protestante svolse i suoi studi nei collegi di Dublino e Bristol e all’Università di Cambridge. Stokes già da studente mostrò il suo interesse per la fisica, ma anche per matematica, botanica, e idrodinamica icona_glossario. Si tramanda che fosse intenso sperimentatore e abilissimo matematico, e la ricerca e lo studio lo abbiano totalmente assorbito fino all’età di 38 anni, quando riuscì a distaccarsene - ma solo parzialmente - con il matrimonio. In George Stokes, una grande abilità matematica che si univa ad una capacità sperimentale eccezionale, lo portò spesso ad affrontare problemi non nuovi, che altri studiosi avevano affrontato senza essere stati capaci di portarli a compimento. Di molti egli diede la giusta interpretazione e formalizzo la corretta trattazione matematica Sotto la guida di William Hopkins, Stokes indirizzò i suoi primi studi verso l’idrodinamica . Nel 1842 in un lavoro articolo sul moto dei liquidi incomprimibili (On the steady motion of incompressible fluids), utilizzò alcune formulazioni matematiche simili a quelle usate anno prima da Jean Marie Constant Duhamel nello studio di processi termici. Successivamente ampliò questo lavoro introducendo l’effetto della frizione nel moto dei fluidi fino a formulare nel 1845 la equazione sul moto dei fluidi incomprimibili (*) (On the theories of the internal friction of fluids in motion) che oggi prende il nome di Navier-Stokes. Il fisico francese Claude Louis Marie Henri Navier minibio ventiquattro anni prima, aveva già ricavato questa equazione che Stokes riscoprì in modo indipendente. Oggi in tempi di Internet, una cosa simile sarebbe impensabile: ogni scoperta, ogni risultato scientifico viene immediatamente diffuso in tutto il mondo.

Ma anche a metà dell’ottocento i mezzi di comunicazione non mancavano e ci può apparire incredibile che un risultato scientifico potesse restasse per più di venti anni ignoto agli studiosi del campo. In realtà a quei tempi la comunità scientifica anglosassone era molto isolata da quanto accadeva in continente, inoltre sembra che Navier , un matematico costruttore doi ponti, avesse ricavato questa equazione senza avere intuito tutti gli aspetti fisici sottostanti. La equazioni di Navier-Stokes descrivono il fenomeno delle turbolenza e che ne derivano. Quantunque esse siano note da tempo, la loro soluzione completa ancora oggi non è nota a causa dei termini non lineari icona_glossario in essa presenti che sono appunto responsabili del comportamento caotico. Stokes studiò anche il moto del pendolo in vari mezzi viscosi. In riconoscimento del suo contributo all’idrodinamica icona_glossario e allo studio dei fenomeni viscosi, l’unità di misura di viscosità nel sistema cgs si chiama stokes (St) ( 1St= 1cm2/s). Stokes pubblicò anche un importante lavoro sulla variazione della gravità sulla superficie della Terra . Si dedicò anche all’ottica, studiando il fenomeno dell’aberrazione, fu il primo a dimostrare che un’onda singola può essere matematicamente scomposta in combinazione di onde periodiche (1849). A lui si deve il teorema (Teorema di Stokes) che consente di trasformare un integrale di linea in un integrale di superficie o viceversa. Anche in questo caso si tratta di una riscoperta in quanto un simile risultato era già stato ottenuto in precedenza da Andrè Marie Ampere icona_biografia icona_smile . George Gabriel Stokes svolse anche ricerche fondamentali nel campo della luminescenza icona_glossario . Egli osservò che la fluorite icona_glossario, un minerale composto da fluoruro di calcio icona_chimica e il vetro all’uranio emettevano una luce blu nel caso della fluorite, verde nel caos del vetro all’uranio quando veniva illuminato con una luce ultravioletta icona_glossario . Fenomeni simili erano stati già osservati da altri ricercatori quali David Brewster e John Frederik William Herschel icona_biografia figlio del famoso astronomo. Gabriel Stokes descrisse ed interpretò correttamente fenomeno, a cui diede il nome di fluorescenza icona_glossario , in un suo lavoro del 1852 (**) **On the Change of the Refrangibility of Light ”. Egli dimostrò che la fuorescenza era dovuto all’emissione di luce conseguente all’assorbimento della radiazione luminosa incidente da parte della sostanza in esame. Ovviamente la sua interpretazione si basava su un etere icona_glossario elastico che vibrava . Sull’ etere suggeriamo ai nostri web-nauti la lettura da scaricare dalla rubrica Scaffali di ScienzaPerTutti il numero 83 del dicembre 2005 icona_pdf della bella rivista on-line Rudi Mathematiciicona_linkesterno dove l’articolo di apertura “Quintun non datur” rivisita questa tematica.

Stokes interpretò correttamente per primo il significato delle linee negli spettri solari senza mai reclamarne la priorità. Ricoprì importanti cariche nella Royal Scientific Society di cui fu segretario dal 1854 al 1885 quando venne sostituito da Lord Kelvin icona_biografia per divenirne presidente, carica che ricoprì fino al 1890 . Stokes fu un personaggio di grande genialità ed ebbe vasta influenza sui fisici delle generazione successiva. Insieme a James Clerck Maxwell icona_biografia e Lord Kelvin icona_biografia contribuì a estendere la famosa la tradizione della scuola di scienze naturali dell’Università di Camdbrigeicona_linkesterno. Totalmente dedicato alla attività di ricerca se ne riuscì a staccare solo con il matrimonio. Muore a Cambridge nel Febbraio 1903.

 

 

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