Le due estremità di un magnete

La maggior parte delle persone hanno familiarità con le proprietà generali dei magneti, ma hanno meno familiarità con la fonte del magnetismo. Il concetto tradizionale di magnetismo è incentrato sul campo magnetico e su ciò che è noto come dipolo. I campi magnetici saranno discussi in modo più approfondito più avanti in questo modulo, ma per ora il termine “campo magnetico” descrive semplicemente un volume di spazio dove c’è un cambiamento di energia all’interno di quel volume. Questo cambiamento di energia può essere rilevato e misurato. La posizione in cui un campo magnetico può essere rilevato in uscita o in entrata in un materiale è chiamato polo magnetico.

I poli magnetici non sono mai stati rilevati isolatamente, ma si presentano sempre in coppia, da cui il nome dipolo. Pertanto, un dipolo è un oggetto che ha un polo magnetico ad un’estremità e un secondo polo magnetico, uguale ma opposto, all’altra.

Un magnete a barra può essere considerato un dipolo con un polo nord ad un’estremità e un polo sud all’altra. Un campo magnetico può essere misurato lasciando il dipolo al polo nord e restituendo il magnete al polo sud. Se un magnete viene tagliato in due, da uno si creano due magneti o dipoli. Questo sezionamento e creazione di dipoli può continuare fino al livello atomico. Pertanto, la fonte del magnetismo si trova nell’elemento base di tutta la materia… l’atomo. Le applet qui sotto mostrano come i magneti e i loro poli interagiscono tra loro.

Esperimento 1

Esperimento 2

esperimento 3

Importanza dei poli magnetici

Quello che avete osservato sopra è il comportamento dei poli nord e sud di un magnete. Un’estremità di qualsiasi barra magnetica vorrà sempre puntare al nord se è liberamente sospesa. Questo è chiamato il polo nord-ricerca del magnete, o semplicemente il polo nord. L’estremità opposta è chiamata polo sud. L’ago di una bussola è esso stesso un magnete, e quindi il polo nord del magnete punta sempre al nord, tranne quando è vicino a un forte magnete. Nell’esperimento 1, quando si porta la bussola vicino a una forte barra magnetica, l’ago della bussola punta nella direzione del polo sud della barra magnetica. Quando si toglie la bussola dalla barra magnetica, essa punta di nuovo verso il nord. Quindi, possiamo concludere che l’estremità nord di una bussola è attratta dall’estremità sud di un magnete.

Questo può confondere un po’, poiché sembrerebbe che quello che chiamiamo il polo nord della Terra sia in realtà il suo polo sud magnetico. Ricorda che una bussola è un magnete e il polo nord di un magnete è attratto dal polo sud di un magnete. Questa situazione si vede anche nell’Esperimento 1 & 2. Nell’Esperimento 2, quando si sposta il polo nord di un magnete verso il polo sud dell’altro magnete, i due magneti si attraggono. Tuttavia, nell’esperimento 3, quando si sposta il polo sud di un magnete verso il polo sud di un altro magnete, i due magneti si respingono a vicenda e non è possibile spostarli insieme. La regola dei poli magnetici è che i poli simili si respingono e i poli diversi si attraggono.

Uso di una bussola

Siccome il polo nord di una bussola vuole sempre puntare a nord, allora la bussola potrebbe essere utile per aiutarci a navigare. Con una bussola possiamo sempre dire quale direzione è il nord e se conosci il nord, allora conosci tutte le altre direzioni. Una bussola e una mappa sono strumenti essenziali per le escursioni nei boschi. Dato che il polo di ricerca del nord dell’ago della bussola è sempre attratto dal nord, allora la terra deve essere come un enorme magnete con un polo magnetico ad ogni estremità. Questo è esattamente il caso, ma il nord magnetico è leggermente diverso dall’asse nord di rotazione della terra. Gli scienziati credono che il movimento del nucleo di ferro liquido della terra e altre cose siano responsabili del campo magnetico intorno alla terra.