giovedì 30 novembre 2017

3A - Magnetismo

Un magnete o calamita è un corpo che genera un campo magnetico.
Il nome deriva dal nome di una località dell'Asia Minore, nota sin dall'antichità per i depositi di magnetite. Un magnete permanente è formato da un materiale che è stato magnetizzato e crea un proprio campo magnetico.
I materiali che, posti nelle vicinanze di un magnete, sono soggetti a una forza attrattiva si chiamano materiali ferromagnetici.

Cosa abbiamo fatto oggi in laboratorio?
Se avviciniamo tra loro due spilli , essi non si attirano; se però ne facciamo aderire uno a una calamita, osserviamo che ora lo spillo attira un altro spillo che ne attira un terzo, e così via. Queste osservazioni suggeriscono un modello per interpretare il comportamento dei materiali ferromagnetici che ricorda quello della elettrica: se si avvicina un magnete a un materiale ferromagnetico questo si trasforma in un altro magnete.

Il campo magnetico, indicato con la lettera B, è un campo vettoriale caratterizzato da una direzione, (che si ricava con una bussola: l'ago magnetizzato si orienterà), da un verso e da un'intensità. L'unità di misura SI del campo magnetico è il tesla.


Linee di forza del campo magnetico generato da una barra cilindrica; si può notare come esse escano dal polo nord ed entrino nel polo sud.

Tutti i magneti hanno almeno due poli: possiedono cioè almeno un polo "nord" e un polo "sud”. Storicamente, i termini "polo nord" e "polo sud" di un magnete sono legati alle interazioni tra esso e il campo magnetico terrestre: un magnete libero di ruotare si orienterà lungo la direzione nord-sud a causa dell'attrazione dei poli magnetici nord e sud della Terra.
L'estremità del magnete che punta verso il polo nord geografico della Terra viene chiamato polo nord del magnete, mentre l'altra estremità sarà il polo sud del magnete.

Cosa succede se spezzo in due una calamita?
Prima abbiamo passato lungo un magnetino uno spillo, avvertendo un'intensa attrazione in prossimità dei poli che si attenua fino ad azzerarsi al centro. Abbiamo poi avvicinato poli dello stesso nome e poli di nome diverso avvertendo nel primo caso una forza di repulsione, nel secondo una di attrazione.
Spezzando infine in due la calamita i poli si sono riformati sui due pezzi: ciascuno aveva di nuovo un polo nord ed un polo sud:


Per visualizzare il campo magnetico abbiamo usato la limatura di ferro:


Confronto tra dipolo elettrico e dipolo magnetico:


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