Se in cielo vedete dei fulmini, saprete certamente che non è il caso di sostare sotto un albero. E senz'altro avrete sentito il consiglio secondo cui, in caso di temporale, l'interno di un'automobile è il luogo più sicuro dove rifugiarsi (magari dopo aver chiuso i finestrini).
Quello che forse non sapete è che questo consiglio nasce ben prima dell'invenzione dell'automobile. Per essere precisi, lo si deve ad uno degli scienziati più influenti della Storia, l'inglese Michael Faraday, che osservò e formalizzò il fenomeno nel 1836.
L'esperimento di Faraday è talmente affascinante nella sua semplicità che vale la pena descriverlo. Immaginate un contenitore cavo fatto di un materiale conduttore (se siete edonisti, un secchiello per champagne andrà benissimo). Assicuratevi che esso poggi su una superficie isolante: non vogliamo che cariche libere possano influenzare il nostro apparato sperimentale. Procuratevi una sfera conduttrice, caricatela di elettricità (ad esempio positivamente) e calatela con un filo di seta all'interno del secchiello; sospendetela dunque senza che essa ne tocchi il fondo. Ferma nella sua posizione, la sfera emette un campo elettrostatico all'interno del secchiello. La domanda di Faraday (e la nostra) è la seguente: quali sono le conseguenze sul secchiello?
In modo non dissimile da una calamita, il campo elettrico generato dalla carica positiva (ben sospesa all'interno della cavità) attirerà cariche opposte, quindi negative, sulla superficie interna del contenitore. Tali cariche negative hanno però un'ulteriore conseguenza: poiché il secchiello deve restare complessivamente neutro (il numero di cariche negative e positive deve essere lo stesso), che fine hanno fatto le cariche positive? La Natura ci dice che l'unico luogo possibile risiede sulla superficie esterna del secchiello.
Ecco dunque una proprietà fondamentale dei conduttori: le cariche libere si dispongono sempre sulla loro superficie (ad una profondità di uno o due strati atomici) in modo che il risultante campo elettrico nella sua "polpa" sia sempre nullo. Tale importante fatto, che Faraday poté formalizzare con una legge che porta il suo nome, ci dice due cose:
1. Se una carica elettrica si trova nella cavità di un conduttore, la stessa carica elettrica viene indotta sulla superficie del conduttore stesso. E' quindi sufficiente mettere il conduttore a terra per annullare gli effetti esterni della carica sospesa interna. E' il motivo per cui non veniamo irraggiati dal forno a microonde ogni volta che lo mettiamo in funzione.
2. Consideriamo le cose nell'altro verso: trovandoci ora all'interno di un contenitore metallico, detto non a caso gabbia di Faraday, con un fulmine che ci minaccia dall'esterno, lo spessore di materiale conduttore (ad esempio la lamiera di un'automobile) è sufficiente da schermare i fenomeni esterni.
E' insomma una legge fisica molto semplice, ma oggi sfruttata dai cavi elettrici, da interi edifici e alla base di tutte le apparecchiature elettroniche.
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