Magnetismo ed Elettromagnetismo

CALAMITE

Le calamite, naturali e artificiali, esercitano la loro proprietà magnetica in corrispondenza dei poli.

 

 

1° ESPERIMENTO Data la difficoltà di procurarci due pezzi di magnetite, cioè calamite naturali, prendiamo due comuni calamite a sbarra, che pure presentano tale proprietà magnetica, costituite, di solito, da acciaio o da una speciale lega ferrosa chiamata alnico, contenente alluminio, nichel e cobalto. Teniamo ferma una di esse, ad esempio la Calamita A, e avviciniamo l’altra calamita, B; avverti remo un’attrazione, o una repulsione. Tenendo ferma la calamita A, «giriamo» la calamita B e avviciniamola adesso ad A. Poiché la calamita A è rimasta ferma, dobbiamo concludere che, a seconda della faccia»che B mostra ad A, la calamita B viene attratta o respinta e pertanto le sue estremità presentano proprietà opposte. Chiameremo le due estremità nord e sud. I ruoli di A e B possono essere scambiati e ciò mostra che anche A ha un nord e un sud. Per convenzione si denomina nord la parte della calamita verso cui si orienta l’ago di una bussola (per analogia con quanto avviene sulla Terra, dove l’ago di una bussola si orienta sempre verso il Nord geografico).
2° ESPERIMENTO Ora ripetiamo l’esperienza sostituendo la Calamita B con una sbarretta di ferro che non sia una calamita; osserveremo che, comunque si rigiri la sbarretta di ferro, questa viene sempre attratta da A: e non solo, ma una volta staccata dalla calamita essa diventa a sua volta una calamita.
3° ESPERIMENTO Prendiamo un ago non troppo piccolo e lascialmoo per un po’ di tempo a contatto con una calamita; esso diventa a sua volta una calamita e presenterà un nord e un sud ai suoi estremi.

Se tagliassimo l’ago a metà otterremmo ancora due calamite, ciascuna con il suo nord e il suo sud; potremmo continuare a tagliare i pezzi quanto vogliamo, otterremmo calamite sempre più piccole: il nord e il sud di una calamita non sono separabili.

 

CONCLUSIONI
I MAGNETI, COSA SONO

Si può pensare a una calamita come formata da tante piccolissime calamite elementari - delle dimensioni dell’atomo - tutte orientate in un senso. Il pezzo di ferro lo possiamo pensare invece costituito sì da tante calamite elementari, ma tutte disordinate, e in modo tale da non presentare polarità ai suoi estremi.

Avvicinando il ferro alla calamita tutte le sue calamitine cominciano a orientarsi, conferendogli la struttura della calamita: è chiaro che esso viene sempre attratto in quanto le sue calamitine elementari si orientano sempre in modo da mostrare alla calamita la polarità opposta.

Un magnete è temporaneo o permanente in base alla durata della sua magnetizzazione. Un magnete temporaneo perde rapidamente il suo magnetismo: è il caso del ferro dolce, che si magnetizza facilmente, ma perde rapidamente la sua magnetizzazione.

Si chiama magnete permanente il magnete che conserva il suo magnetismo a lungo; è il caso del magnete in acciaio o in alnico.

 

CAMPO MAGNETICO E LINEE DI CAMPO

Proviamo a spolverare una calamita con della limatura di ferro dopo averla appoggiata su un foglio bianco, avendo cura di coprire bene anche le parti laterali della calamita. La limatura si dispone secondo un disegno simmetrico rispetto ai poli.

Questo fatto è spiegato con l’ipotesi delle linee di campo o linee magnetiche: si pensa cioè che un magnete alteri le proprietà fisiche dello spazio circostante nel senso che la sua presenza influenza la disposizione della limatura di ferro secondo certe linee, dette appunto linee di campo; ciò equivale a dire che un magnete genera un campo magnetico nello spazio circostante.

Possiamo anche far riferimento agli aghi magnetici delle bussole e dire che c’è un campo magnetico tutte le volte che un aghetto si orienta secondo una determinata direzione.

Le linee di campo ci danno un’idea della geometria del campo; esse possiedono anche un verso che, per convenzione, è quello che viene individuato dalla direzione sud-nord di un aghetto posto in un punto della linea.

Le linee di campo hanno un’esistenza reale solo quando disponiamo di limatura di ferro o aghetti; spesso però è utile pensare ad esse come realmente esistenti anche se non c’è nulla che le evidenzi: possono addirittura essere considerate responsabili dell’interazione a distanza fra magneti e corpi magnetizzabili. In ciò consiste la realtà del campo magnetico.