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Influenza magnetica
Per definizione, l'induzione magnetica descrive un fenomeno in cui un campo magnetico esterno agisce su un corpo e lo magnetizza per un certo periodo di tempo. Il corpo in questione non solo è attratto dal magnete applicato per le sue proprietà magnetiche, ma diventa esso stesso un magnete.
Il prerequisito per questo è che si tratti di un corpo costituito da un materiale ferromagnetico. Tutti i materiali con un'elevata permeabilità (maggiore di 1) sono indicati come materiali ferromagnetici. Offrono a un campo magnetico esterno - grazie alla densità di flusso magnetico internamente particolarmente elevata - un percorso più agevole rispetto all'aria che circonda il corpo (l'aria o l'ossigeno hanno una permeabilità magnetica di circa 1). Di conseguenza, i campi magnetici del magnete e dell'oggetto ferromagnetico vengono attirati l'uno nell'altro.
Come riconoscere l'influenza magnetica?
L'effetto del magnetismo prevalente diventa evidente attraverso una forte attrazione. Inoltre, anche l'oggetto stesso è magnetizzato. Lo si vede, tra l'altro, dal fatto che un chiodo di materiale ferromagnetico che è stato toccato con un magnete attira per un breve periodo altri chiodi di questo tipo, anche se il magnete è già stato rimosso di nuovo.
I materiali ferromagnetici classici sono:
- Ferro
- Nichel
- Cobalto
Questi mostrano proprietà ferromagnetiche a temperatura ambiente, cioè intorno ai 20 gradi Celsius, ma le perdono quando la temperatura aumenta o diminuisce bruscamente. I seguenti materiali sono ferromagnetici anche a temperature più basse:
- Terbio
- Erbio
- Gadolinio
- Olmio
- Disprosio
Tuttavia, quando la temperatura sale a temperatura ambiente e oltre, diventano sempre meno magnetizzabili. Inoltre, alcune leghe di ferro, nichel, zinco e altri elementi sono anche ferromagnetiche. Questi includono mu-metallo, neodimio e ferrite. Alcuni di questi materiali hanno anche una permeabilità particolarmente elevata di oltre 1.000. I corpi realizzati con materiali diamagnetici con una permeabilità inferiore a 1 sono insensibili all'effetto magnetizzante dei campi magnetici applicati. Tipici materiali diamagnetici sono, ad esempio, rame, vetro e zinco.
Come nasce esattamente l'influenza magnetica?
I corpi ferromagnetici sono costituiti dai più piccoli magneti elementari o molecolari che, come piccole barre magnetiche, hanno un polo nord e un polo sud. Senza l'influenza di un campo magnetico esterno o di una carica elettrica, questi magneti molecolari sono disposti liberamente in singoli domini: i domini di Weiss. Tuttavia, non puntano nella stessa direzione, in modo che i singoli campi magnetici più piccoli si compensino a vicenda. Quindi non c'è alcun magnetismo intrinseco riconoscibile.
Se ora avvicinate al corpo il polo nord di un magnete esterno, i poli magnetici sud dei magneti elementari si girano verso di esso. Si allineano in parallelo, i confini dei domini Weiss si restringono, si capovolgono e l'intero oggetto ferromagnetico viene attratto dal magnete. Inoltre, la polarizzazione causata dall'influenza magnetica - cioè la formazione di un polo nord e un polo sud alle estremità del corpo - fa sì che il corpo stesso diventi un magnete. Le linee del campo magnetico corrono l'una verso l'altra dai poli, da cui è possibile leggere la direzione e l'intensità del campo magnetico risultante.
Una volta magnetizzate, le sostanze rimangono magnetiche?
Il magnetismo creato dall'influenza persiste per un certo periodo di tempo anche dopo che il magnete è stato rimosso, a seconda del materiale del corpo colpito. Se si desidera produrre un magnete permanente, oltre ad un campo magnetico particolarmente forte è spesso necessaria la sinterizzazione o la ricottura. Questa speciale forma di riscaldamento garantisce l'allineamento dei magneti elementari ottenuto con l'aiuto del campo magnetico per un lungo periodo di tempo.
Secondo le leggi della fisica, tuttavia, l'influenza magnetica può anche essere invertita (la magnetizzazione può essere nuovamente annullata).
Ciò richiede:
- forti aumenti o diminuzioni di temperatura
- Vibrazioni sotto forma di urti
- un campo magnetico coercitivo posizionato in senso opposto alla direzione di magnetizzazione
- l'applicazione di un elettromagnete esterno o di una tensione esterna opposta