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La notazione esponenziale ed i logaritmi
Un numero qualsiasi (positivo) può essere rappresentato da un altro (la base) moltiplicato per se stesso un certo numero di volte (esponente). Quando moltiplichiamo lo stesso numero più volte possiamo scrivere la cosa in forma di base ed esponente.
Ad esempio il numero 100 può essere rappresentato come 10x10 che può essere scritto come 102 (che si legge dieci alla seconda). 10 rappresenta la base e 2 l'esponente.
Analogamente il numero 1000 può essere rappresentato come 10x10x10 che può essere scritto come 103 (che si legge dieci alla terza).
Moltiplicare 100x1000 equivale a moltiplicare (10x10) e (10x10x10), cioè 10x10x10x10x10 = 105 (dieci alla quinta).
Se riscrivo tutto in forma esponenziale ottengo: 102 x 103 = 105 = 10(2+3)
Non so se la cosa è chiara ma ho trasformato il prodotto di due numeri (100 e 1000) in una somma di altri due (2 e 3).
Il numero 2 è il logaritmo di 100 in base 10.
Il numero 3 è il logaritmo di 1000 in base 10.
Il logaritmo di un numero rappresenta l'esponente da dare ad una base data per ottenere il numero.
Dagli esempi precedenti si intuisce che il logaritmo di un numero compreso tra 100 e 1000 è compreso tra 2 e 3. Ad esempio il logaritmo di 200 è pari a 2,301. Non entrerò nei dettagli di come si possa moltiplicare 10 per un numero di volte non intero (2,301 nell'esempio) ma la cosa è fattibile.
Un ultimo sforzo, siamo quasi alla soluzione del giallo.
Il funzionamento di un regolo con scala lineare per fare le somme è evidente. Se però sostituisco la scala lineare con una scala logaritmica (in cui la lunghezza del segmento è proporzionale al logaritmo del numero impresso sulla scala) ottengo quanto mi serve per fare le moltiplicazioni.
Qui di seguito riporto una tabella con i logaritmi in base 10 dei primi 20 numeri utilizzati per realizzare il regolo. (logaritmi approssimati alla terza cifra dopo la virgola)
numero logaritmo lunghezza in cm sul regolo
1 0,000 0,00
2 0,301 7,53
3 0,477 11,93
4 0,602 15,05
5 0,699 17,47
6 0,778 19,45
7 0,845 21,13
8 0,903 22,58
9 0,954 23,86
10 1,000 25,00
11 1,041 26,03
12 1,079 26,98
13 1,114 27,85
14 1,146 28,65
15 1,176 29,40
16 1,204 30,10
17 1,230 30,76
18 1,255 31,38
19 1,279 31,97
20 1,301 32,53
I dati della terza colonna sono stati ottenuti moltiplicando la seconda colonna per 25. Perché il regolo funzioni si poteva usare un numero qualsiasi (invece di 25); è sufficiente infatti che le lunghezze sul regolo siano proporzionali ai valori dei logaritmi.
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(p.s. Chi non ha mai sentito parlare di logaritmi avrà forse delle difficoltà a capire ad una prima lettura quanto ho detto; è del tutto normale. Riflettendoci però su, ad un certo punto il meccanismo si svelerà completamente.)
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