STORIA DELL’ELETTRONICA
Cronologia
La Preistoria :
animismo e magia
Fulmini e saette :
l’ira degli Dei
Magneti :
le pietre viventi
Le antiche culture alchemiche della Cina e dell’India conoscevano
le proprietà magnetiche di alcuni materiali. Nell’ antica Cina,
circa 4500 anni fa', il fenomeno del magnetismo venne correlato al
dinamismo universale delle forze vitali descritte dal simbolismo
della dicotomia YIN//YANG (maschile/femminile) e la spiegazione
delle proprietà di attrazione/repulsione tra le polarità magnetiche fu
considerata un anello interpretativo delle relazioni evolutive tra
materia inanimata e materia animata.
Archimede Pitagorico (287-212 A.C.) cercò di utilizzare le
proprietà di induzione magnetica, magnetizzando le spade dei
soldati della sua città (Siracusa) per disarmare più facilmente i
nemici.
La proprietà di
attrazione elettrica e
magnetica dette luogo
a molte superstizioni
utilizzate spesso in
campo medico e
nell’ambito della
preveggenza sul
destino dell’ uomo.
Ambra :
il materiale magico
Plinio il Vecchio (23-79 D.C.) nel “Libro di Storia Naturale” narra
che il nome Magnete proviene dal pastore Cretese di nome
“Magnes“, il quale adoperando un suo bastone con la punta di
ferro, scopri la proprietà di attrazione e repulsione di alcune pietre
che furono chiamate magnetiche.
L’ambra, come altri vetri, se strofinata con un panno di lana, attira
piccoli oggetti leggeri e in situazioni particolari produce piccole
scariche. Ciò dava a queste sostanze un carattere magico.
Elettricità : dal greco antico elektron = ambra
1
Medio Evo :
oscurantismo scientifico
Durante il Medio Evo la “sacra
inquisizione” condannò ogni
riferimento a forze misteriose e
magiche di natura magnetica nella
spiegazione delle leggi che agiscono
sulla struttura dell’universo.
Rinascimento :
Ciononostante questi materiali continuarono a
suscitare curiosità e interesse.
Cecco d’Ascoli, docente all’ Università di Bologna ,
fu bruciato vivo come eretico a Firenze il 16 Sett.
del 1327, perché sosteneva la teoria del
determinismo facendo riferimento a forze invisibili
di natura magnetica.
il magnetismo è ancora inspiegabile
Aghi magnetici e Bussole
Il magnetismo fu considerato per
molto tempo un curioso fenomeno
naturale, inspiegabile ma utilizzabile.
1600 :
Galileo Galilei (1564-1642) ottenne le magnetiti
dalle miniere ferrose dell’ Elba e studiò le
“calamite” (magneti coniati a forma di U con i poli
nord e sud separati), principalmente allo scopo di
sfruttare la loro potenza nel sollevare pesi di ferro.
primo approccio scientifico
De Magnete
La macchina
elettrostatica
Fu soltanto nel 1600 che il medico inglese William Gilbert (1544-1603),
considerato il padre del magnetismo, scrisse il Libro intitolato “De Magnete”
in cui per primo intuì la correlazione tra forze magnetiche e forze elettriche,
esprimendo l’ insieme come elettromagnetismo.
W. Gilbert costruì anche una sfera di magnetite detta “terrella”, ad
immagine del Globo Terrestre, e delineò, facendo riferimento a tale
modello, le linee di forza del campo magnetico terrestre.
1670 : Viene realizzata da Otto Von Guerike la prima macchina
elettrostatica, costituita da una sfera di zolfo che diventava fluorescente
girando a contatto con un contenitore che serviva ad elettrizzarla.
2
1700 :
L’elettrologia diventa una scienza
Isolanti e
conduttori
1729 : Distinzione tra materiali isolanti e conduttori di elettricità introdotta
Due tipi di
elettricità
1734 : Nascita dell'Elettrologia grazie alla “I° Teoria Elettrologica”
La bottiglia di
Leida
1746 : Musschenbroek costruisce la Bottiglia di Leida, prototipo di
Franklyn e il
parafulmine
La rana di
Galvani
da Stephen Gray.
esposta da Dufay, che suddivide l'elettricità in due tipi, resinosa e vetrosa,
sulla base dell'attrazione o repulsione tra due materiali elettrizzati.
condensatore, ovvero di accumulatore di cariche.
Mediante la Bottiglia di Leida era possibile produrre scariche elettriche che
davano la scossa. Ciò ebbe molto successo presso alcune corti imperiali.
1752 : II° Teoria Elelettrologica esposta da Benjamin Franklyn che
attribuisce all'elettricità resinosa il segno - e all'elettricità vetrosa il segno
+, considerandoli come addensamento o rarefazione di uno stesso fluido
elettrico. Nell'esporre la sua teoria Franklyn fa uso degli studi eseguiti sui
fulmini, i quali vengono considerati come scariche causate dal velocissimo
trasferimento di fluido elettrico da un corpo in cui abbonda (segno +) ad uno
dove e' scarso (segno -). Franklin inventa il parafulmine e inizia ha
intravedere la possibilità di estrarre energia da un flusso di elettricità.
1776 : Esperienze di Galvani: il medico bolognese Galvani osserva che,
toccando con un arco bimetallico le terminazioni nervose e i muscoli di
una rana squoiata, gli arti di questa si contraggono.
Galvani riteneva che la rana possedesse un’elettricità interna.
La disputa
Galvani-Volta
Volta sosteneva che le contrazioni erano dovute all’elettricità prodotta
dall’arco bimetallico.
Aveva ragione Volta: su questa base dopo 20 anni giunse all’invenzione
della Pila.
L’elettroscopio
1780 : Cavendish costruisce l'elettroscopio e con tale strumento misura
la quantità di elettricità posseduta da diversi corpi elettrizzati. Fa la sua
prima comparsa il concetto di carica elettrica. E' il primo vero studio
quantitativo dell'elettrologia.
3
Coulomb
le leggi della
elettrostatica
1784 : Nascita dell'elettrostatica come vera e propria scienza grazie a
Coulomb che espone la legge che porta il suo nome. Questa legge
permette di calcolare la forza di attrazione e repulsione tra due cariche
poste ad una certa distanza. Da tale formula prendono il via lo studio dei
campi elettrostatici e i concetti di potenziale elettrostatico, di differenza
di potenziale, di energia e capacità elettrica.
E' il preludio della nascita dell'elettrodinamica, per lo sviluppo della quale
manca ancora una scoperta fondamentale : quella di un generatore capace
di mantenere costante la differenza di potenziale tra due punti.
.
La pila di Volta
1799 : Invenzione della Pila Elettromotrice realizzata dal fisico italiano
Alessandro Volta e nascita dell'elettrodinamica.
Da ora in poi, nello studio dei fenomeni elettrici, sarà possibile disporre di
uno strumento che mantiene costante la differenza di potenziale.
1800 :
L’elettrotecnica diventa una scienza applicata
La scheda
perforata
Corrente elettrica e
campo magnetico
La legge di
Ohm
Le leggi della
elettrotecnica
1804 : Scheda perforata inventata da Joseph-Marie Jacquard per
controllare in modo automatico un telaio da tessitura.
1819 : Scoperta dell'interazione tra corrente elettrica e campo
magnetico fatta da Oersted, che la ottenne per caso vedendo che
l'ago di una bussola posta nelle vicinanze di un circuito elettrico
veniva deviato quando nel circuito collegato ad una pila di Volta
scorreva del fluido elettrico.
1827 : Con l'introduzione della legge di Ohm prende il via
l'elettrotecnica, disciplina che offre strumenti matematici adatti allo studio
dei circuiti elettrici, con l’obbiettivo di calcolare le correnti elettriche
circolanti in ogni ramo del circuito e di valutarne il bilancio di potenza.
Grazie alla legge di Ohm viene introdotto il concetto di resistenza elettrica
opposta da un materiale al passaggio della corrente.
1827 - 1830 : Nello scorrere di questi anni prendono corpo le leggi
fondamentali che regolano le interazioni tra campi magnetici e correnti
elettriche. Vengono esposte da diversi ricercatori tra cui spiccano i nomi di
Ampere, Biot, Savarat, Laplace.
4
Le leggi della
induzione
elettromagnetica
1831 : Tra le altre, è degna di nota la Legge dell'Induzione
elettromagnetica introdotta da Faraday. Tale legge descrive la produzione
di un campo elettrico come conseguenza della variazione del flusso
magnetico concatenato al circuito.
Faraday non ha usato un solo simbolo matematico nel esporre il suo lavoro,
ma il suo apporto alla disciplina è stato immenso.
Faraday ha anche introdotto i concetti di linee di forza dei campi. Egli
considerava un campo, sia elettrico che magnetico, come un fluido con
proprietà elastiche, rifacendosi in ciò ai concetti considerati validi nel suo
tempo. Erano teorie errate, ma di qui prese il via lo studio dei campi, che
porterà ad avvenimenti notevoli come la Teoria dell'Elettromagnetismo di
Maxwell e la Teoria della relatività di Einstein.
Le leggi della
elettrolisi
La legge di
Lenz
Il telegrafo e il
codice Morse
1832 - 1833 : Leggi dell'elettrolisi di Faraday. Sono due leggi che
riguardano la circolazione di corrente in un liquido. Da tali legge si intravede
la possibilità che l'elettricità sia corpuscolare, composta cioè da cariche
elementari in numero finito. E non da un fluido continuo.
Sta per prendere la luce la scoperta dell'elettrone e quindi la Teoria
Atomica.
1834 - 1835 : In questi anni Lenz espone la legge che porta il suo nome
legata al verso delle correnti indotte in un circuito da un campo magnetico
variabile.
1837 : Il Telegrafo realizzato da Morse permette la trasmissione a
distanza di informazioni codificata secondo un codice introdotto da Morse
stesso.
L’algebra di
Boole
1847 : Siamo alla preistoria dell'informatica. Viene introdotta l'Algebra di
Rocchetto di
Ruhmkorff
1851 : Il Rocchetto di Ruhmkorff permette la generazione di tensioni di
Boole : insieme di regole logiche che tratta ogni informazione come una
sequenza di uni e zeri. L’algebra di Boole sta alla base dei sistemi di
elaborazione moderni.
parecchie centinaia di volt, sfruttando l'induzione elettromagnetica.
Tale strumento verrà utilizzato da Marconi nella sua prima radio.
5
Il telefono
La legge di
Maxwell
1854 : il Telefono viene realizzato separatamente da Meucci e Bell. È
una evoluzione del telegrafo, ma è la prima forma di trasmissione a
distanza di informazioni con caratteristiche reali (la voce umana viene
trasmessa con ogni sua tonalità e sfumatura, anche se distorta).
1873 : Maxwell elabora la Teoria dell'Elettromagnetismo e dei campi,
che prevede, in via teorica, l'esistenza di onde elettromagnetiche che si
propagano nello spazio.
Per Maxwell la propagazione elettromagnetica è una vibrazione dell'etere,
cioè un'onda che si propaga in un fluido immobile detto etere.
Tale concetto verrà abolito da Einstein nella sua teoria della relatività.
Microfono e
fonografo
Raggi catodici
Teoria
corpuscolare
1876 - 1877 : Microfono a carbone e Fonografo ideati da Edison.
Inizia la lunga serie di invenzioni e di applicazioni tecniche che hanno
cambiato la vita di tutti noi.
1878 : Con l'osservazione dei raggi catodici fatta da Crookes si apre lo
studio della circolazione di corrente nel vuoto.
Basandosi sugli studi realizzati da Crookes si arrivò alla scoperta
dell'elettrone e alla nascita delle valvole termoioniche, che suggellarono
l'inizio dell'elettronica.
1880 : La Teoria corpuscolare dell'elettricità esposta da Von
Helmholtz considera l'elettricità composta da cariche discrete di due tipi
opposti, positive e negative.
La lampada
1883 : Lampada ad incandescenza inventata da Edison.
Effetto
termoionico
1884 : Effetto termoelettronico scoperto da Edison, secondo cui un
Onde
elettromagnetiche
filamento di conduttore portato all'incandescenza emette cariche di segno
negativo.
1886 : Hertz rivela sperimentalmente la presenza di onde
elettromagnetiche, confermando così la Teoria di Maxwell, e scopre
che esse hanno proprietà analoghe a quelle della luce.
6
Effetto
fotoelettrico
Raggi X
Antenna e radio
1887 : Effetto fotoelettrico scoperto da Hertz secondo cui un metallo
colpito da luce di opportuna frequenza emette elettroni. Da rilevare anche
la Teoria della dissociazione elettrolitica di Svante Arrhenius.
1895 : Roetgen scopre i raggi X.
1895 : Guglielmo Marconi costruisce l'antenna.
1896 : Nascita della Radio.
Guglielmo Marconi dà il via alle telecomunicazioni senza fili.
L’elettrone
1900 :
1897 : Scoperta dell'elettrone fatta da Thomson, eseguendo
esperienze sui tubi a raggi catodici.
il secolo dell’elettronica
La Teoria atomica
1900 :
1905 :
Max Plank formula la Teoria dei quanti.
1908 :
Millikan misura la carica dell'elettrone.
1911 :
Rutherford formula la I° Teoria Atomica.
Spiegazione dell'effetto fotoelettrico con l'introduzione del
fotone da parte di Einstein. Nello stesso anno Einstein
introduce la Teoria della relatività ristretta.
Kamerling Onne liquefà l'elio e scopre la superconduttività.
1913 :
Atomo di Bohr. : Nils Borh espone la sua teoria atomica
basata sulla meccanica quantistica.
Soddy scopre gli isotopi, cioè atomi dello stesso elemento
aventi diverso numero atomico.
1916 : Einstein completa la sua opera sulla Teoria della relatività
generale.
1932 : Chadwick scopre il neutrone, terza particella fondamentale
dell'atomo.
1933 :
I coniugi Curie scoprono la radioattività artificiale.
1942 :
Enrico Fermi e i suoi colleghi portano a termine la prima
reazione nucleare a catena prolungata. La massa si trasforma
in energia in accordo con la formula di Einstein.
Nasce l’era atomica.
1955 :
Pearson Chapin e Fuller costruiscono la prima cella
fotovoltaica da cui nasce la Batteria Solare.
7
Tecnologia e
componentistica
1904 : il diodo
La nascita dell'elettronica come vero e proprio campo di applicazione e
di ricerca è dovuta alla invenzione della I° valvola termoionica
realizzata da Fleming : il diodo.
1907 : il triodo
Costruzione del triodo, primo amplificatore di segnali elettrici, realizzato
da Lee De Forest.
1938 : la giunzione Schottky
Teoria di Schottky sulla giunzione metallo-semiconduttore.
1948 : il transistor
Nascita del Transistor : “valvola” amplificatrice di tensione realizzata
con semiconduttori. Il Transistor, di grandezza 1000 volte inferiore alle
valvole termoioniche, viene costruito da Bardeen e Brattain nei laboratori
Bell. Esso sostituisce repentinamente le valvole termoioniche in tutti i
circuiti elettronici, consentendo un incremento di velocità, una drastica
miniaturizzazione e un basso assorbimento di potenza dei circuiti.
1958 : il diodo tunnel
Leo Esaki costruisce il diodo Tunnel servendosi del fenomeno proprio
della meccanica quantistica.
1961 : i circuiti integrati
Nascono i circuiti integrati. La miniaturizzazione dell'elettronica entra
nel suo pieno sviluppo. Si possono ora realizzare interi moduli circuitali in
piastrine di silicio di area sempre più piccola.
1962 : la giunzione Josephson
Brian Josephson costruisce la giunzione Josephson composta da due
superconduttori e un isolante.
1963 : l’ amplificatore operazionale
Viene costruito il primo amplificatore operazionale integrato (op-amp
A702). A realizzarlo è la Fairchild Semiconductor.
Seguono il Fairchild A709 op-amp. (1965) e il A701 op-amp. a
compensazione interna (1968), che sarà quello a più alta diffusione.
1968 : l’orologio al quarzo
1970 : le fibre ottiche
1971 : il microprocessore
Viene costruito il primo microprocessore (INTEL 4004) : i circuiti
fondamentali di un computer sono integrati in un foglio di silicio di
dimensione inferiore a quella di un francobollo.
8
Le
telecomunicazioni
senza filo
1901 : la voce attraversa l’oceano
Prima trasmissione radio attraverso l'Atlantico eseguita da G.
Marconi.
1906 :
Viene inaugurata negli Stati Uniti la prima stazione radio.
1920 :
Negli Stati Uniti iniziano le trasmissioni radio a scopo
culturale.
1926 : Nascita della Televisione grazie ai primi esperimenti di John
Baird sulla trasmissione e ricezione di immagini.
1932 : Ha inizio la radioastronomia, grazie ai primi rilevamenti di
onde elettromagnetiche provenienti dal cosmo.
1935-37 : Diffuse le prime trasmissioni televisive a New York,
Londra, Berlino.
1936 : Invenzione del Radar, ad opera dell’inglese Robert Watson
Watt.
1945 :
A Sydney viene costruito il primo Radiotelescopio, servendosi
del quale Edward Appleton descrive le radiazioni a
radiofrequenza del Sole.
1953 :
Nasce la Televisione a colori.
1954 :
Primo radioricevitore a transistor, capostipite dei Walkman.
1957 :
L'Unione Sovietica mette in orbita intorno alla terra il primo
satellite artificiale lo Sputnik I.
1965 :
Iniziano le trasmissioni via satellite.
1972 :
Viene realizzato il primo Videoregistratore analogico.
9
I computer
1935-1937 : Fa la sua comparsa il registratore a nastro magnetico, primo modo efficiente di
memorizzazione permanente di dati.
1° generazione : relè e valvole
1944 :
Mark I, calcolatore elettromeccanico a relè, realizzato da Howard H. Aiken professore
all'università di Harvard. Per la prima volta viene realizzata una macchina di calcolo basata
sull'elettricità, che velocizza enormemente i calcoli rispetto alle macchine realizzate fino a quel
periodo. Il Mark I moltiplica 2 numeri in circa 3 secondi, una velocità ancora modesta rispetto
ai nostri calcolatori, ma è da qui che inizia la rivoluzione.
1946 :
ENIAC primo calcolatore elettronico digitale a valvole, realizzato dai prof. Eckert e Mauchly
dell'università di Pennsylvania. È il capostipite della I° Generazione di elaboratori elettronici.
Esso è realizzato con 18000 valvole termoioniche (diodi, triodi), pesa 30 tonnellate e occupa
una superficie di 180 mq. Esegue circa 300 moltiplicazioni al secondo.
1949 :
EDSAC prototipo dei moderni calcolatori realizzato all'Università di Cambridge. È il primo
elaboratore a programma memorizzato.
1951 :
Inizia la produzione di calcolatori commerciali con l'UNIVAC I, dotato di unità a nastro
magnetico.
1953 :
Debutta l’IBM 650, conosciuto come il calcolatore a tamburo magnetico, e diventa il primo
computer prodotto industrialmente.
2° generazione : transistor
1954 :
La 2° generazione di elaboratori inizia con TRADIC primo elaboratore a transistor realizzato
nei laboratori Bell.
1955 :
L'IBM 704 è il primo calcolatore con memoria a nuclei di ferrite.
1956 :
Viene definito e reso operativo sull'IBM 704 il primo linguaggio di programmazione ad alto
livello: il FORTRAN.
1958 :
Nasce il Modem
1959 :
IBM 7090 primo computer dell'IBM realizzato con transistor.
1959-1960 : Vengono sviluppati vari linguaggi di programmazione ad alto livello, specifici per varie
applicazioni (COBOL, ALGOL, LISP).
1963 :
Introduzione del codice ASCII..
10
I computer
3° generazione : circuiti integrati
1964 :
I computer di 3° generazione sono realizzati con circuiti integrati. Il capostipite è l' IBM 360.
Le memorie a nuclei magnetici cominciano ad essere sostituite da quelle a semiconduttore.
Sono in commercio stampanti da 1200 righe al minuto, lettori ottici e lettori di caratteri
magnetici.
Nasce il BASIC primo linguaggio interpretato.
Doug Engelbart inventa il mouse.
1967 :
Prima calcolatrice tascabile. Verrà commercializzata su larga scala nel 1972.
Prima versione completa del linguaggio SIMULA, il primo linguaggio object-oriented.
1969 :
Il Dipartimento della Difesa USA commissiona ARPANET, l’antenato di INTERNET.
4° generazione: microprocessori
1971 :
Nascita del microprocessore, un unico chip con misure dell'ordine del centimetro quadrato,
n cui sono racchiusi i circuiti fondamentali di un intero computer. Il primo ad essere costruito
l'INTEL4004. Prende il via la IV° Generazione di computer. L'IBM è tra le prime aziende ad
intuire l'importanza del microprocessore e ciò la promuoverà a prima azienda mondiale nella
costruzione dei PC.
Nasce il PASCAL come linguaggio di programmazione didattico.
1972 :
Nasce il microprocessore INTEL 8080: è il primo microprocessore a 8 bit.
1974 :
Nasce il linguaggio C orientato alla programmazione di sistema ad alto livello.
1975 :
La Zilog costruisce lo Z80, un microprocessore a 8 bit, che avra molto successo in campo
industriale.
1976 :
Gary Kildall sviluppa il sistema operativo CP/M per PC a 8 bit.
Viene realizza il primo Supercomputer con architettura vettoriale : Cray-1.
1978 :
Definito il linguaggio PROLOG, utile per l'intelligenza artificiale.
Nasce INTEL 8086, microprocessore a 16 bit.
1979 :
Vengono costruiti i primi compact disc.
1980 :
La motorola introduce il microprocessore 68000.
1981 :
Nascita dei PC IBM che montano l'8088 dell'INTEL.
1982 :
INTEL 80286.
1984 :
Il Macintosh della Apple monta il 68000.
1985 :
Vengono commercializzati i microprocessori a 32 bit : 68020 della Motorola. 80386 dell'Intel.
11
