Helmholtz, Hermann von-

fisico e fisiologo tedesco (Potsdam 1821-Charlottenburg 1894). Conseguita la laurea in medicina nel 1842, con una tesi sulla struttura del sistema nervoso degli Invertebrati, si dedicò a studi di fisiologia analizzando, tra l'altro, il rapporto tra lavoro muscolare e calore animale. Da queste ricerche ebbero origine i suoi studi teorici sulle forze fisiche che pubblicò nel 1847 con il titolo Über die Erhaltung der Kraft (Sulla conservazione della forza), opera che contiene la prima rigorosa esposizione fisico-matematica del principio di conservazione dell'energia, già anticipato (anche se in termini meno generali) da J. R. Mayer. Svolse in seguito fondamentali ricerche fisico-fisiologiche sulla percezione visiva e acustica, per le quali è soprattutto noto, avvalendosi di strumenti da lui ideati come l'oftalmoscopio e il risuonatore. Nell'opera Handbuch der physiologischen Optik (1856-67; Manuale di ottica fisiologica) integrò in un contesto organico tutte le più importanti ricerche fino allora esperite sulla fisiologia dell'organo visivo e formulò la teoria (detta di Young-Helmholtz) secondo cui le sensazioni cromatiche possono essere ricondotte alla combinazione di tre colori elementari (rosso, verde e violetto) ciascuno dei quali risulta dalla stimolazione di tre differenti recettori. Nel Die Lehre von den Tonempfindungen (1862; La dottrina delle sensazioni sonore) stabilì anche per la sensazione sonora un'analoga scomposizione in processi elementari, ammettendo che nell'orecchio interno toni di differente altezza stimolino differenti fibre nervose. Altre sue ricerche riguardano problemi di fisica sperimentale e fisica matematica: studiò il moto vorticoso dei fluidi, applicò il principio della minima azione all'elettrodinamica, studiò gli effetti elettrolitici della corrente. Si possono ancora ricordare i suoi lavori, ispirati a tesi empiristiche, sui fondamenti intuitivi della geometria e sulle categorie fondamentali della scienza della natura.

Bobine di Helmholtz

Dispositivo per ottenere campi magnetici uniformi come quelli che si possono ottenere, in altro modo, all'interno di lunghi solenoidi; è costituito da due bobine anulari parallele tra loro, poste a distanza uguale al loro raggio e alimentate dalla stessa corrente.

Funzione di Helmholtz

Funzione termodinamica di stato F=U-TS, in cui U è l'energia interna del sistema cui si riferisce, T la temperatura assoluta, S l'entropia. La sua variazione corrisponde al lavoro totale effettuato dal sistema in una trasformazione isotermica reversibile.

Risuonatore di Helmholtz

Camera acustica utilizzata nell'analisi dei suoni. Consiste in una sfera metallica cava con due orifici; da uno di questi, attraverso un corto collo, penetra il suono da analizzare; l'altro termina con un tubo collegabile all'orecchio dello sperimentatore. Il dispositivo ha una frequenza di vibrazione caratteristica, dipendente dalle sue dimensioni; esso entra in risonanza quando la frequenza del suono esaminato è uguale alla frequenza caratteristica. I risuonatori di Helmholtz presentano l'inconveniente che ne servono un gran numero per coprire tutte le frequenze che si vogliono esaminare.

M. Rubner, M. Schlick, E. Warburg, Helmholtz als Physiker, Physiologe und Psychologe, Lipsia, 1922; H. Hebert, Hermann von Helmholtz, Stoccarda, 1949; G. Hansen, Hermann von Helmholtz, Oxford, 1977.