EVANGELISTA TORRICELLI (1608-1647)

Evangelista Torricelli s-a nscut la 15 octombrie 1608 ntr-un mic orel italian, Faenza, n familia unui meteugar. Rmas orfan la vrst fraged, a fost educat de un unchi al su, clugr iezuit. Studiile primare le-a fcut la coala iezuiilor din localitate, unde a urmat cursuri de matematic i de filozofie. Profesorii au observat capacitile deosebite ale tnrului Evangelista i au propus familiei sale s-l trimit la Roma pentru a urma studii avansate. Aici el a devenit elev al matematicianului, vestit n acele timpuri, Benedetto Castelli, prieten i discipol al lui Galileo Galilei. Primele investigaii ale lui Torricelli se refer la teoria liniilor curbe din domeniul geometriei. Lucrrile respective au fost publicate n cartea sa postum Opera matematica. Fiind familiarizat, prin intermediul lui Castelli, cu lucrrile lui Galileo,Torricelli, impresionat de noile idei tiinifice i metode de cercetare, i-a consacrat activitatea domeniilor de cercetare ale acestuia. Rezultatele obinute de ctre Torricelli n mecanic au fost publicate n 1641, la Florena, n lucrarea Trattato del moto del gravi (Tratat despre micare i greutate). Tradus n latin, lucrarea apare n 1644 sub denumirea De motu gravium descendentum et projectorum libri duo (Despre micarea liber a corpurilor n cdere i a celor aruncate). Aceasta a fost unica lucrare publicat de ctre Torricelli pe timpul vieii sale. n prima parte a lucrrii au fost confirmate i dezvoltate unele dintre rezultatele obinute de ctre Galileo. A confirmat rezultatul lui Galileo privind viteza corpului lsat s cad liber: viteza corpului este proporional cu timpul cderii i nu cu distana parcurs, cum se credea pn la Galileo. Independent de Galileo, a demonstrat de asemenea c viteza atins de corpurile lsate s se mite pe plane nclinate de nlimi egale atinge una i aceeai valoare la baza planului, oricare ar fi unghiul format de plan cu orizontala. 1Torricelli a dezvoltat teoria lui Galileo privind micarea liber a corpurilor aruncate. n timp ce Galileo a cercetat doar micarea corpurilor aruncate orizontal, Torricelli a studiat cazul general de micare a corpului aruncat oblic fa de orizontal, demonstrnd c i n acest caz traiectoria lui este o parabol. A demonstrat reversibilitatea micrii corpului aruncat: dac corpului aflat n punctul de cdere i se imprim o vitez egal n modul cu cea avut de el la momentul cderii, dar orientat n sens contrar, traiectoria lui este identic cu cea parcurs pn la cdere, dar de aceast dat corpul se mic n sens invers pn la poziia ocupat de el la momentul iniial. Torricelli a studiat echilibrul unui sistem de dou corpuri legate i a stabilit c ele se afl n aceast stare n cazul n care la deplasrile corespunztoare cu legtura centrul comun de greutate al lor nu poate cobor. Aceast afirmaie este cunoscut sub numele de principiul lui Torricelli.Ulterior acest principiu a fost generalizat de ctre Huygens pentru un sistem de mai multe corpuri i pus la baza teoriei ceasornicelor cu pendul, elaborat de el. Rezultatele lui Torricelli n domeniul hidrodinamicii au fost nalt apreciate de posteritate. Cunoscutul fizician austriac Ernst Mach (1839 1916) l-a numit fondatorul hidrodinamicii. Castelli l-a recomandat pe Torricelli pentru ocuparea postului de asistent personal al lui Galileo la efectuarea cercetrilor tiinifice. Colaborarea lor ns a fost de scurt durat, pentru c n ianuarie 1642 Galilei s-a stins din via.Dup moartea lui Galileo, Marele Duce de Toscana l-a angajat pe Torricelli n postul rmas vacant de filozof i prim matematician al Majestii sale.Torricelli s-a dovedit a fi un destoinic discipol i continuator al lui Galilei. El a contribuit la perfecionarea metodei de msurare a temperaturii, propunnd un termoscop special cu alcool predecesorul termometrului cu lichid, n locul termoscopului lui Galilei. ncepnd cu anul 1642, Torricelli a efectuat cercetri n domeniul opticii avnd ca scop perfecionarea lunetelor i a microscoapelor. n prezent la Florenza se mai pstreaz o lentil confecionat de Torricelli, care fiind verificat n 1923 prin metodele de interferometrie s-a dovedit a fi o lentil aproape perfect.O descoperire efectuat de asemenea n continuarea cercetrilor lui Galilei i-a adus lui Torricelli o faim mondial. Este vorba c la Florenza apa folosit la udarea legumriilor i livezilor era scoas din fntni cu ajutorul pompelor de absorbie. Acestea reprezentau un tub cu piston prevzut cu supape. La ridicarea pistonului apa urca dup el, fenomen explicat atunci prin oroarea de vid. S-a constatat ns c n cazul fntnilor mai adnci apa nu poate urca n urma pistonului pompei la nlimi ceva mai mari de 10m.Continund cercetrile lui Galilei care a ncercat s explice acest fenomen, Torricelli a decis s efectueze un experiment n care coloana de ap este nlocuit cu una de mercur (a crui densitate este de circa 14 ori mai mare dect a apei). Sub ndrumarea i la rugmintea lui Torricelli experimentul a fost realizat n 1643 de ctre Viviani. Un tub subire de sticl cu lungimea de circa 1 m, sudat la un capt, a fost umplut cu mercur, rsturnat cu captul deschis n jos i introdus ntr-un vas cu mercur. S-a observat c doar o parte din mercurul din tub s-a scurs n vas. Torricelli a constatat c nlimea coloanei de mercur rmas n tub este de circa 76 cm, adic aproximativ de 14 ori mai mic dect nlimea maxim a coloanei de ap ce urc n urma pistonului pompei de absorbie. nlimea coloanei de mercur este de attea ori mai mic dect a celei de ap, de cte ori densitatea mercurului este mai mare dect a apei. Acest experiment a fost repetat n mai multe variante. n unul din ele, dou tuburi diferite au fost introduse n unul i acelai vas cu mercur. S-a constatat c nlimile coloanelor rmase n ele sunt egale, n timp ce spaiile vidate din tuburi au volume diferite. n urma acestor i a altor experimente cu tuburi de forme diferite s-a ajuns la concluzia c nu vidul este cauza urcrii mercurului n tuburi. Cauza se afl n exteriorul tubului.Torricelli i-a expus rezultatele observaiilor sale n dou scrisori expediate unui prieten al su, matematicianul i cardinalul Michelangelo Ricci. n prima din ele (11 iunie 1644) el scrie clar c mercurul urc pn la nivelul, la care el echilibreaz greutatea aerului exterior ce produce presiune asupra lui. Un argument n favoarea acestei concluzii sunt valorile raporturilor dintre densitile mercurului i apei, pe de o parte, i cele ale nlimilor coloanelor rmase n tuburi, pe de alt parte, menionate mai sus. n cea de-a doua (28 iunie 1644) Torricelli ncearc s prezinte o schi a teoriei presiunii atmosferice. Prin aceste experiene Torricelli a realizat dou descoperiri importante: a demonstrat posibilitatea obinerii vidului i existena presiunii atmosferice. Destul de convingtor in acest sens a fost un alt experiment: deasupra mercurului n care era introdus tubul cu coloana de mercur n el a fost adugat un strat de ap, apoi tubul a fost ridicat; la momentul de timp la care captul deschis, inferior, al tubului a trecut n ap, mercurul din tub a curs n vas i n tub a fost absorbit ap pn la captul sudat. Astfel s-a demonstrat c spaiul de deasupra coloanei de lichid din tub ntr-adevr era vidat. n urma observaiilor Torricelli a constatat c nlimea coloanei de lichid rmas n tub variaz n funcie de starea atmosferei i de temperatura ei, ceea ce este nc un argument n favoarea existenei presiunii atmosferice. Acest instrument poate fi folosit pentru a cerceta starea atmosferei, a face prognoze meteo. Ulterior el a fost numit baroscop, apoi barometru, iar Torricelli este considerat inventatorul lui. Torricelli a ncercat s aplice cunotinele obinute la explicarea unor fenomene atmosferice. n aceast ordine de idei a susinut n 1644 lecia Despre vnt. Dup Torricelli vntul este condiionat de faptul c densitatea aerului n diferite locuri nu este una i aceeai. Astfel, au fost puse bazele concepiei despre circulaia general a aerului din atmosfera terestr. Rezultatele obinute de Torricelli au atras atenia altor savani asupra experienelor sale. Savantul francez Blaise Pascala repetat experimentele lui Torricelli folosind tuburi de sticl cu lungimi de circa 12 m cu ap, mercur i vin rou, confirmnd rezultatele lui. Ideea unui alt experiment i-a fost sugerat lui Pascal de ctre Ren Descasrtes, care considera c presiunea atmosferic scade odat cu creterea nlimii deasupra Pmntului. Msurtorile realizate n 1648 au confirmat aceast presupunere. n urma acestor serii de experimente concepiile lui Torricelli privind existena presiunii atmosferice au fost pe deplin confirmate.Torricelli a ncetat din via la Florenza, n data de 25 octombrie 1647, la doar 10 zile dup ce mplinise vrsta de 39 ani. Numele lui s-a ncetenit n fizic, n experiena lui Torricelli, formula lui Torricelli, principiul lui Torricelli. n onoarea lui a fost numit i o unitate de presiune torr. Un torr este presiunea produs de o coloan de mercur cu nlimea de 1milimetru: 1torr =1mmHg =133Pa.

Bibliografie: www.wikipedia.org www.scientia.ro N. Chiorcea. Fizicieni i inventatori celebri. Editura tiin i Tehnic, Bucureti, 2001.