I vasi di Leida furono inventati a metà del 1700, dal nome del luogo – l’Università di Leida – dove si svolse gran parte delle prime sperimentazioni. Questi dispositivi, sebbene piuttosto umili, rappresentarono un enorme passo avanti nella storia dell’elettricità, poiché erano i primissimi condensatori e come tali erano in grado di immagazzinare la carica elettrica. Gli scienziati avevano creato elettricità statica con generatori elettrostatici per un secolo; ora finalmente avevano un posto dove metterlo!

Se non hai familiarità con loro, ti preghiamo di fare una breve visita al nostro tutorial sui generatori elettrostatici, dove avrai l’idea di base su come questi dispositivi hanno riempito i vasi di Leyden con la carica che hanno creato. Poi tornare al tutorial qui sotto, che va più in dettaglio su come ciò accade e come, in seguito, i vasi vengono scaricati.

Sopra c’è il nostro modesto barattolo di Leyden. Questa non è una replica del primo, che consisteva (secondo quanto riferito) di un bicchiere di birra pieno d’acqua (che, a meno che non sia distillato, è un conduttore) in cui è stato inserito un chiodo attraverso un tappo fatto di un materiale isolante come il sughero. Piuttosto, questo barattolo di Leyden riflette miglioramenti al prototipo che seguì, incorporando due piastre di condensatori metallici, non solo uno.

Quindi il nostro barattolo di Leyden è costituito da un barattolo di vetro, che isola i nostri due conduttori. I conduttori stessi sono sotto forma di fogli sottili stagnola, uno avvolto intorno all’esterno del barattolo, l’altro rivestimento interno. All’interno del barattolo pende una catena di metallo. Questa catena è collegata a un’asta di ottone che si estende attraverso il coperchio di legno isolante e termina in una palla. L’intera configurazione è messa a terra, il che significa che è attaccata alla terra (o a qualcos’altro che è attaccato alla terra) per completare il circuito.

Useremo una pila voltaica (invisibile) per caricare il nostro barattolo. (Tenete a mente che i primi scienziati che hanno sperimentato con vasi di Leida non avrebbe usato un mucchio voltaico, come non è stato inventato fino a diversi decenni più tardi). Fare clic sul pulsante di carica blu per avviare questo tutorial e osservare come gli elettroni nella corrente (raffigurati come piccole particelle gialle) viaggiano attraverso il filo fino all’asta di ottone. Come puoi vedere, questi elettroni sono condotti lungo l’asta metallica, lungo la catena e sul rivestimento interno del barattolo a cui è attaccata la catena. Ma lì colpiscono un posto di blocco, perché la loro strada è sbarrata dal vetro, fungendo da isolante (chiamato anche dielettrico), e si accumulano nel rivestimento metallico interno. Nel frattempo, dall’altra parte del vetro, gli elettroni nel rivestimento metallico esterno vengono respinti dagli elettroni accumulati sul rivestimento interno. Gli elettroni respinti lasciano una carica positiva netta (rappresentata dai segni più rossi) sul conduttore. Quindi finisci con due piastre metalliche di cariche uguali ma opposte.

Un’altra cosa interessante che sta succedendo qui (ma non descritta nel tutorial) è che le molecole nel barattolo di vetro rispondono anche alle cariche; le cariche negative nelle molecole si spostano verso l’esterno, metallo caricato positivamente, e le cariche positive si orientano verso le cariche negative all’interno. Questo è chiamato polarizzazione.

Ora cosa fai con l’elettricità una volta intrappolata nel barattolo? Beh, la gente usava collezioni di barattoli di Leyden come batterie, per alimentare un numero qualsiasi di cose. Sono anche usati, allora come ora, per dimostrare i principi elettrici di base (scioccando il pubblico, a volte, in più di un modo). Anche noi dimostreremo qui (senza lo shock).

Utilizzare il cursore di posizione della bacchetta per avvicinare la bacchetta di scarico al barattolo di Leyden carico. Come vedi, un braccio della bacchetta si avvicinerà con la sfera di metallo caricata negativamente, l’altro si avvicinerà al rivestimento caricato positivamente fuori dal barattolo. Fornito questo percorso, queste particelle cariche in modo opposto, quando la bacchetta si avvicina abbastanza, saltano attraverso lo spark gap con un piccolo flash drammatico e si precipitano l’una verso l’altra.