Il magnetismo e i modelli

Di Micaela Bonito.

Strumenti e modelli per lo studio del magnetismo. Nozioni semplificate dai nostri tutors

Magnetismo


Argomenti trattati:
Una prima introduzione al magnetismo - Modelli di studio: La legge di Coulomb per il magnetismo - Il magnetismo terrestre e la bussola


Una prima introduzione al magnetismo

E’ a tutti noto che esistono dei corpi che attraggono il ferro: quando della limatura di ferro venga gettata su di una calamita, o magnete, essa resta attaccata “in ciuffetti” alle estremità della calamita.
Questa proprietà fisica, detta magnetismo, caratterizza perciò non tuuto il magnete, ma solo le sue zone estreme, dette poli magnetici.

Sperimantalmente tra i poli magnetici si esercitano azioni attrattive o repulsive. I magneti si presentano sempre come composti da due poli aventi proprietà magnetiche opposte: i poli di una calamita vengono perciò denotati come nord (o positivo) e sud (o negativo).
Poli magnetici omonimi si respingono, poli di carica opposta si attraggono.
L’esistenza di poli magnetici opposti sui estremità di una calamita permane se la calamita viene frammentata: ogni frammento è dipolare.

Modelli di studio. La legge di Coulomb per il magnetismo

Esperienze eseguite con magneti lunghissimi (tali che l’influenza di un polo sull’altro fosse trascurabile) portò a ipotizzare che sui poli fossero localizzate delle cariche (o delle masse?) magnetiche.
Infatti, misurando le forze agenti tra poli dello stesso segno o di segno diverso, si scoprì che valeva una legge di tipo newtoniano, analoga formalmente alla legge di gravitazione di Newton o alla Coulomb per le cariche elettriche:

dove M1 e M2 sono le cariche magnetiche che si possono pensare localizzate nei poli.
Il magnetismo nacque perciò sotto l’ipotesi della esistenza di tali cariche, risultandone una teoria consistente e convincente.
Tuttavia oggi si sa che la carica magnetica non è un ente fisico come la carica elettrica, ma solo un modello utile per interpretare i fenomeni magnetici: in realtà, laddove vi siano cariche elettriche in movimento, c’è sempre un campo magnetico. O meglio, il magnetismo è un fenomeno dovuto alla corrente elettrica.

Il magnetismo terrestre e la bussola

Se si mette in un punto qualsiasi della superficie terrestre un ago magnetico libero di ruotare su un piano orizzontale (bussola), esso si dispone in modo da puntare

all’incirca verso il nord geografico. “All’incirca” perché il sud e il nord magnetico corrispondono solo approssimativamente, rispettivamente, al nord e al sud geografico (l’angolo di deviazione è detto declinazione magnetica).
Mettendo la bussola su un piano verticale, purché non all’equatore, essa si inclina.
Si inclina formando un angolo positivo con l’orizzonte nell’emisfero boreale e un angolo negativo nell’emisfero australe. La massima inclinazione, pari ad un angolo retto, è raggiunta ai poli.
L’origine del magnetismo terrestre non è ben chiara: anticamente si pensava che vi fossero masse magnetizzate di ferro, nichel e cobalto, ma ciò non è possibile poiché le alte temperature all’interno della Terra non consentirebbero una forte magnetizzazione.
Oggi si pensa piuttosto che sia l’esistenza di correnti elettriche macroscopiche all’interno della Terra a generare il campo magnetico terrestre.