Joseph Henry

I semi delle grandi scoperte si diffondono costantemente intorno a noi, ma attecchiscono solo nelle menti ben preparate a riceverli.

Joseph Henry era uno scienziato americano che servì come primo Segretario della Smithsonian Institution. Era il segretario del National Institute for the Promotion of Science, un precursore della Smithsonian Institution. Era molto stimato durante la sua vita. Mentre costruiva elettromagneti, Henry scoprì il fenomeno elettromagnetico dell'autoinduzione. Scoprì anche l'induzione reciproca indipendentemente da Michael Faraday, sebbene Faraday fosse il primo a fare la scoperta e pubblicare i suoi risultati. Henry sviluppò l'elettromagnete in un dispositivo pratico. Inventò un precursore del campanello elettrico, nello specifico un campanello che poteva essere suonato a distanza tramite un filo elettrico nel 1831 e il relè elettrico nel 1835. L'unità SI dell'induttanza, l'Henry, è nominata in suo onore. Il lavoro di Henry sul relè elettromagnetico fu la base del telegrafo elettrico pratico, inventato da Samuel F. B. Morse e Sir Charles Wheatstone, separatamente.

Biografia

Henry nacque ad Albany, New York, da immigrati scozzesi Ann Alexander Henry e William Henry. I suoi genitori erano poveri, e il padre di Henry morì mentre era ancora giovane. Per il resto della sua infanzia, Henry visse con sua nonna a Galway, New York. Frequentò una scuola che in seguito sarebbe stata denominata la "Joseph Henry Elementary School" in suo onore. Dopo la scuola, lavorò in un negozio generale, e all'età di tredici anni divenne apprendista orologiaio e argentiere. Il primo amore di Joseph era il teatro, e fu vicino a diventare un attore professionista. Il suo interesse per la scienza fu acceso all'età di sedici anni da un libro di lezioni su argomenti scientifici intitolato Popular Lectures on Experimental Philosophy. Nel 1819 entrò alla The Albany Academy, dove gli fu concessa la retta gratuita. Anche con la retta gratuita era così povero che doveva mantenersi con insegnamento e posizioni di tutoraggio privato. Aveva intenzione di dedicarsi alla medicina, ma nel 1824 fu nominato assistente ingegnere per il rilevamento della strada dello Stato costruita tra il fiume Hudson e il lago Erie. Da allora in poi, fu ispirato a una carriera nell'ingegneria civile o meccanica.

Henry eccelleva così tanto negli studi che spesso aiutava i suoi insegnanti nell'insegnamento della scienza e nel 1826 fu nominato Professore di Matematica e Filosofia Naturale alla The Albany Academy dal Preside T. Romeyn Beck. Alcune delle sue ricerche più importanti furono condotte in questa nuova posizione. La sua curiosità sul magnetismo terrestre lo portò a sperimentare il magnetismo in generale. Fu il primo a avvolgere strettamente filo isolato attorno a un nucleo di ferro per creare un elettromagnete più potente, migliorando l'elettromagnete di William Sturgeon che utilizzava filo non isolato avvolto debolmente. Usando questa tecnica, costruì l'elettromagnete più potente dell'epoca, per Yale. Mostrò anche che, quando si realizza un elettromagnete usando solo due elettrodi collegati a una batteria, è meglio avvolgere diversi avvolgimenti di filo in parallelo, ma quando si utilizza una configurazione con più batterie, dovrebbe esserci un solo lungo avvolgimento. Quest'ultimo rese il telegrafo pratico. A causa dei suoi primi esperimenti nell'elettromagnetismo alcuni storici attribuiscono a Henry scoperte che risalgono prima di Faraday e Hertz; tuttavia, Henry non riceve credito perché non pubblicò il suo lavoro.

Utilizzando il suo principio elettromagnetico appena sviluppato, nel 1831, Henry creò una delle prime macchine a utilizzare l'elettromagnetismo per il movimento. Questo era l'antenato più antico del moderno motore in corrente continua. Non utilizzava il movimento rotatorio, ma era semplicemente un elettromagnete appoggiato su un palo, che oscillava avanti e indietro. Il movimento oscillante era causato da uno dei due terminali su entrambi i lati del dondolo magnetico che toccava una delle due celle della batteria, causando un cambio di polarità, e oscillando nella direzione opposta finché gli altri due terminali non toccavano l'altra batteria.

Questo apparato ha permesso a Henry di riconoscere la proprietà dell'autoinduzione. Lo scienziato britannico Michael Faraday riconobbe anche questa proprietà più o meno nello stesso periodo. Poiché Faraday pubblicò i suoi risultati per primo, divenne lo scopritore ufficialmente riconosciuto del fenomeno.

Dal 1832 al 1846, Henry servì come primo Presidente di Storia Naturale al College of New Jersey ora Princeton University. Mentre era a Princeton, insegnò una vasta gamma di corsi tra cui storia naturale, chimica e architettura, e diresse un laboratorio nel campus. Decenni dopo, Henry scrisse che aveva condotto "diverse migliaia di indagini originali su elettricità, magnetismo ed elettromagnetismo" mentre era nella facoltà di Princeton. Henry si affidava molto a un assistente di ricerca afroamericano, Sam Parker, nel suo laboratorio e nei suoi esperimenti. Parker era un uomo nero libero assunto dai trustee di Princeton per assistere Henry. In una lettera del 1841 al matematico Elias Loomis, Henry scrisse:

On. SIMON CAMERON

CARO SIGNORE: In conformità con la vostra richiesta fattami oralmente nella mattina del 6 giugno, ho esaminato l'apparato e assistito agli esperimenti con palloni di Mr. Lowe, e sono giunto alle seguenti conclusioni

1º. Il pallone preparato da Mr. Lowe, riempito con gas ordinario da strada, manterrà la sua carica per diversi giorni.

2º. In condizioni gonfie può essere trainato da pochi uomini lungo una strada ordinaria, o su campi, in condizioni meteorologiche ordinariamente calme, dai luoghi dove è galled [cioè rigonfio o gonfio] a un altro, a venti o più miglia di distanza.

3º. Può essere fatto salire in aria per mezzo di una corda in una giornata calma a un'altezza sufficiente per osservare il paese per venti miglia intorno e oltre, secondo il grado di chiarezza dell'atmosfera. L'ascesa può essere fatta anche di notte e si possono osservare i fuochi dell'accampamento del nemico.

4º. Da esperimenti fatti qui per la prima volta è provato in modo conclusivo che i telegrammi possono essere inviati con facilità e certezza tra il pallone e il quartier generale del comandante.

5º. Sono sicuro, sebbene non abbia assistito all'esperimento, che quando il vento di superficie proviene da est, come è stato per diversi giorni la scorsa settimana, un osservatore nel pallone può essere fatto galleggiare quasi fino all'accampamento del nemico (come si trova ora a ovest di noi), o addirittura galleggiare sopra di esso, e poi tornare verso est salendo a un'elevazione superiore. Questo presupposto si basa sul fatto che gli strati superiori del vento in questa latitudine scorrono sempre verso est. Mr. Lowe mi informa, e non dubito della sua dichiarazione, che in qualunque giorno favorevole farà un'escursione del genere sopra menzionato.

6º. Da tutti i fatti che ho osservato e le informazioni che ho raccolto sono sicuro che informazioni importanti possono essere ottenute riguardanti la topografia del paese e la posizione e i movimenti di un nemico per mezzo del pallone ora, e che Mr. Lowe è ben qualificato per fornire servizio in questo modo con il pallone ora in suo possesso.

7º. Il pallone che Mr. Lowe ha ora a Washington può essere riempito solo in una città dove il gas da strada è disponibile. Se un'esplorazione è necessaria in un punto troppo distante per il trasporto del pallone gonfio, sarà necessario un apparato aggiuntivo per la generazione di gas idrogeno. La necessità di generare il gas rende l'uso del pallone più costoso, ma questo, dove risultati importanti sono richiesti, è di importanza relativamente piccola.

Per questi esperimenti preliminari, come potrete ricordare, doveva essere appropriata una somma non superiore a $200 o $250, e in conformità con ciò Mr. Lowe mi ha presentato la dichiarazione allegata di voci, che ritengo ragionevoli, poiché nulla è addebitato per il lavoro e il tempo dell'aeronautico.

Ho l'onore di rimanere, con massimo rispetto, vostro umile servitore,

JOSEPH HENRY,

Segretario Smithsonian Institution.

Nelle sue lettere, Henry descrisse Parker che forniva materiali per esperimenti, risolveva problemi tecnici con le apparecchiature di Henry, e a volte veniva usato come soggetto di prova in esperimenti elettrici in cui Henry e i suoi studenti avrebbero sottoposto Parker a scosse in dimostrazioni in classe. Nel 1842, quando Parker si ammalò, gli esperimenti di Henry si fermarono completamente fino al suo recupero.

Henry fu nominato primo Segretario della Smithsonian Institution nel 1846, e servì in questa veste fino al 1878. Nel 1848, mentre era Segretario, Henry lavorò in collaborazione con il Professor Stephen Alexander per determinare le temperature relative per diverse parti del disco solare. Utilizzarono una termopila per determinare che le macchie solari erano più fredde rispetto alle regioni circostanti. Questo lavoro fu mostrato all'astronomo Angelo Secchi che lo estese, ma con qualche dubbio su se Henry ricevette il merito appropriato per il suo lavoro precedente.

Alla fine del 1861 e all'inizio del 1862, durante la Guerra Civile Americana, Henry supervisionò una serie di conferenze da abolizionisti importanti presso la Smithsonian Institution. Gli oratori includevano chierici bianchi, politici e attivisti come Wendell Phillips, Horace Greeley, Henry Ward Beecher e Ralph Waldo Emerson. Il famoso oratore e ex schiavo fuggitivo Frederick Douglass era programmato come ultimo oratore; Henry, tuttavia, rifiutò di permettergli di partecipare, affermando: "Non avrei lasciato che la conferenza dell'uomo di colore fosse tenuta nelle sale della Smithsonian."

Nell'autunno del 2014 lo storico Jeremy T.K. Farley ha pubblicato The Civil War Out My Window: Diary of Mary Henry. Il libro di 262 pagine conteneva il diario della figlia di Henry, Mary, dagli anni 1855 al 1878. In tutto il diario, Henry è ripetutamente menzionato dalla sua figlia, che ha mostrato un affetto consapevole verso suo padre.

Influenze nell'aeronautica

Il Prof. Henry fu presentato al Prof. Thaddeus Lowe, un pallonista del New Hampshire che aveva preso interesse al fenomeno dei gas più leggeri dell'aria, e alle imprese in meteorologia, in particolare, ai venti forti che oggi chiamiamo la corrente a getto. Era l'intenzione di Lowe di effettuare una traversata transatlantica utilizzando un enorme aerostato gonfiato con gas. Henry prese un grande interesse negli sforzi di Lowe, promuovendolo tra alcuni dei più importanti scienziati e istituzioni dell'epoca.

Nel giugno 1860, Lowe aveva effettuato un volo di prova riuscito con il suo gigantesco pallone, inizialmente chiamato City of New York e successivamente ribattezzato The Great Western, volando da Philadelphia a Medford, New York. Lowe non sarebbe stato in grado di tentare un volo transatlantico fino alla fine della primavera del 1861, quindi Henry lo convinse a portare il suo pallone in un punto più a ovest e volare il pallone verso la costa orientale, un esercizio che avrebbe mantenuto interessati i suoi investitori.

Lowe portò diversi palloni più piccoli a Cincinnati, Ohio nel marzo 1861. Il 19 aprile, si lanciò in un volo fatale che lo portò nella Carolina del Sud confederata. Con gli Stati del Sud che si separavano dall'Unione, durante l'inverno e la primavera del 1861, e l'inizio della Guerra Civile, Lowe abbandonò ulteriori tentativi di una traversata transatlantica e, con l'approvazione di Henry, andò a Washington, D.C. per offrire i suoi servizi come aeronauta al governo federale. Henry presentò una lettera al Segretario della Guerra degli Stati Uniti dell'epoca Simon Cameron della Pennsylvania che conteneva l'approvazione di Henry:

Su raccomandazione di Henry, Lowe continuò a formare lo United States Army/"Union Army" Balloon Corps e servì due anni con l'Army of the Potomac come "Aeronaut" della Guerra Civile.

Ultimi anni

Come scienziato famoso e direttore della Smithsonian Institution, Henry riceveva visite da altri scienziati e inventori che cercavano i suoi consigli. Henry era paziente, gentile, autocontrollato e delicatamente umoristico. Uno di questi visitatori era Alexander Graham Bell, che il 1º marzo 1875 portò una lettera di presentazione a Henry. Henry mostrò interesse nel vedere l'apparato sperimentale di Bell, e Bell tornò il giorno successivo. Dopo la dimostrazione, Bell menzionò la sua teoria non testata su come trasmettere il discorso umano elettricamente per mezzo di un "apparato arpa" che avrebbe avuto diversi coni d'acciaio sintonizzati a frequenze diverse per coprire lo spettro vocale. Henry disse a Bell che aveva "il germe di una grande invenzione". Henry consigliò a Bell di non pubblicare le sue idee finché non avesse perfezionato l'invenzione. Quando Bell obiettò che gli mancavano le conoscenze necessarie, Henry fermamente consigliò: "Ottienilo!"

Il 25 giugno 1876, il telefono sperimentale di Bell che utilizza un design diverso fu dimostrato alla Centennial Exhibition a Philadelphia dove Henry era uno dei giudici per gli exhibit elettrici. Il 13 gennaio 1877, Bell dimostrò i suoi strumenti a Henry alla Smithsonian Institution e Henry invitò Bell a dimostrarli di nuovo quella sera alla Washington Philosophical Society. Henry lodò "il valore e il carattere sorprendente della scoperta e dell'invenzione del Sig. Bell."

Henry morì il 13 maggio 1878, ed è stato sepolto nel Oak Hill Cemetery nella sezione Georgetown del nord-ovest di Washington, D.C. John Phillips Sousa scrisse la Transit of Venus March per l'inaugurazione della statua di Joseph Henry di fronte al Smithsonian Castle.

Eredità

Henry era un membro dello United States Lighthouse Board dal 1852 fino alla sua morte. Fu nominato presidente nel 1871 e servì in quella posizione per il resto di