Magnetismo

In generale, il magnetismo è inteso come una forza fisica invisibile che agisce sulla materia. Nel campo della fisica, il termine riassume tutte le sotto aree che studiano magneti e campi magnetici. Di conseguenza, la ricerca sul magnetismo esamina le proprietà dei magneti (come l'attrazione o la repulsione) ei fenomeni ad essi associati. Il tesla è usato in fisica come unità di misura del magnetismo.

Una breve storia del magnetismo

I magneti naturali sono costituiti da ferro, ossigeno e idrossido di ferro e sono formati naturalmente dal vulcanismo.
Il magnetismo è stato utilizzato a scopo di lucro almeno dall'invenzione della bussola, intorno al 1100 d.C.
Tuttavia, i primi tentativi sistematici di determinare la forza magnetica non furono effettuati prima del 1269. Pierre de Maricourt ha studiato quando i poli magnetici si attraggono o si respingono e ha scritto le sue scoperte. Questi esperimenti costituirono la base su cui fu costruita la ricerca sul magnetismo degli anni successivi.

Prima introduzione al magnetismo: Le basi

Molto sul magnetismo è già insegnato nella scuola elementare. Un magnete ha fondamentalmente due poli: Il polo nord (di solito mostrato in rosso) e il polo sud (di solito mostrato in blu). Fuori dal magnete, le linee del campo vanno sempre dal polo nord al polo sud, in tre dimensioni. Un oggetto deve trovarsi all’interno di questo campo affinché il magnete lo influenzi. Diversi rami della fisica studiano diversi tipi di magnetismo, incluso:

  • Magnetite (manifestazione del magnetismo in natura)
  • Magneti permanenti (ad es. magneti cilindrici)
  • Magneti temporanei
  • Elettromagneti

Ossido di ferro, samario, cobalto e neodimio sono comunemente usati per creare magneti permanenti. Gli elettromagneti sono costituiti principalmente da bobine di rame.
Al giorno d'oggi è possibile produrre artificialmente potenti elettromagneti. I problemi di surriscaldamento che possono derivare dal magnetismo e dall'elettricità possono essere evitati con l'aiuto dei superconduttori.

Quali tipi di magnetismo esistono?

Per descrivere le proprietà magnetiche della materia individuale, viene fatta una distinzione tra tre categorie:

  • Diamagnetismo: La sostanza non ha effetto magnetico ed è anche facilmente respinta.
  • Paramagnetismo: La sostanza è attratta solo debolmente.
  • Ferromagnetismo: La sostanza è soggetta a una forte attrazione magnetica.

I magneti agiscono solo su determinate materie prime magnetizzabili, più precisamente su materiali ferromagnetici come:

  • Ferro
  • Acciaio
  • Nichel
  • Cobalto

Se un ferromagnete non magnetizzato viene esposto a un campo esterno e poi si spegne, il ferromagnete manterrà una magnetizzazione positiva o negativa. In tali casi, il magnetismo provoca una cosiddetta isteresi (cambio di effetto dopo cambiamento di causa). La magnetizzazione negativa o positiva che rimane durante questo processo è anche chiamata magnetismo rimanente in fisica.

Applicazioni del magnetismo nella vita quotidiana

Al giorno d'oggi il magnetismo è onnipresente non solo in fisica. Nella vita di tutti i giorni troviamo magneti in tutti i tipi di luoghi, incluso:

  • Veicoli a motore
  • Dischi duri
  • Trasformatore di energia
  • Attrezzature da cantiere

Forti campi magnetici consentono l'esplorazione della materia a livello atomico. Ad esempio, i medici utilizzano la risonanza magnetica (MRI in breve) per esaminare gli organi interni e le strutture dei tessuti. Inoltre, le forze magnetiche possono essere convertite in forze elettriche e viceversa.
Mentre la posizione degli elettroni influisce sulla proprietà magnetica di un materiale, il movimento degli elettroni, a sua volta, crea elettricità. Pertanto, anche il magnetismo svolge un ruolo importante nel campo dell'ingegneria elettrica. Ad esempio, gli ingegneri hanno utilizzato la levitazione magnetica per costruire treni ad alta velocità come il treno Maglev Trans Rapid.

In quanto area di ricerca della fisica, il magnetismo fornisce anche spiegazioni su come i pianeti si muovono nello spazio. In linea di principio, la nostra terra è un enorme magnete: Ha un polo nord e un polo sud ed è circondata da un campo magnetico terrestre naturale. Il campo magnetico terrestre spiega perché l'ago della bussola punta sempre verso nord.


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