Le leggi dei magneti

Le leggi del magnetismo hanno avuto un profondo effetto sulla scienza e sulla cultura. Sin dai primi anni del 19° secolo, gli scienziati hanno lavorato per identificare e spiegare le varie leggi fisiche che regolano il comportamento dei magneti in una varietà di contesti. Nel 1905, la comprensione scientifica del magnetismo si è evoluta al punto che ha contribuito a guidare la creazione della teoria della relatività speciale di Einstein. Sebbene una comprensione dettagliata e approfondita del magnetismo richieda un ampio sforzo, puoi ottenere un'ampia panoramica di queste leggi fondamentali in tempi relativamente brevi.

Esplorazione della prima legge del magnetismo

Le leggi del magnetismo sono state ampiamente sviluppate e perfezionate dagli esperimenti di Orsted, Ampere e altri scienziati ormai famosi all'inizio del 1800. La legge più fondamentale introdotta durante questo periodo è il concetto che i poli di un magnete hanno ciascuno la propria carica positiva o negativa distinta e attraggono solo poli di carica opposta. Ad esempio, è quasi impossibile impedire a due poli magnetici caricati positivamente di respingersi a vicenda. D'altra parte, è difficile impedire a un polo magnetico con carica positiva e carica negativa di tentare di muoversi l'uno verso l'altro.

Il punto in cui questo concetto diventa particolarmente interessante è quando un magnete preesistente viene tagliato in due diversi magneti più piccoli. Dopo il taglio, ciascuno dei magneti più piccoli ha i propri poli positivi e negativi, indipendentemente da dove è stato tagliato il magnete più grande.

Il concetto di poli di carica opposta è comunemente indicato come la Prima Legge del Magnetismo .

Definizione della seconda legge del magnetismo

La seconda legge del magnetismo è leggermente più complessa e riguarda direttamente la forza elettromotrice dei magneti stessi. Questa particolare legge viene comunemente chiamata Legge di Coulomb .

La legge di Coulomb afferma che la forza esercitata dal polo di un magnete su un polo aggiuntivo aderisce a una serie di regole rigide, tra cui:

• La forza è direttamente proporzionale al prodotto delle forze del polo.
• La forza esiste in proporzione inversa al quadrato della distanza media tra i poli.
• La forza dipende dal mezzo specifico in cui sono posizionati i magneti.

La formula matematica comunemente usata per rappresentare queste regole è:

F = [K x M x M)/d]

Nella formula, M e M rappresentano i punti di forza dei poli, D è uguale alla distanza tra i poli e K è una rappresentazione matematica della permeabilità del mezzo in cui sono collocati i magneti.

Considerazioni aggiuntive sui magneti

La Teoria dei domini del magnetismo fornisce ulteriori informazioni sul comportamento dei magneti. Introdotta per la prima volta nel 1906 da Pierre-Ernest Weiss, la teoria dei domini magnetici cerca di spiegare i cambiamenti che si verificano all'interno di una sostanza quando viene magnetizzata.

Le grandi sostanze magnetizzate sono costituite da aree di magnetismo più piccole, comunemente denominate domini. All'interno di ogni dominio ci sono unità più piccole denominate dipoli. La natura complessa della composizione magnetica consente la presenza continua di magnetismo quando unità magnetiche più grandi vengono rotte o separate.

Capire come si verifica la smagnetizzazione

I magneti non rimangono magnetizzati per sempre. La smagnetizzazione intenzionale può avvenire attraverso la riorganizzazione dei dipoli all'interno del magnete stesso. Per fare in modo che ciò accada, è possibile utilizzare una varietà di processi. Riscaldare un magnete oltre il suo punto Curie, che è la temperatura alla quale è noto per manipolare i dipoli, è un metodo popolare. Un altro metodo per smagnetizzare una sostanza consiste nell'applicare corrente alternata al magnete. Anche senza applicare nessuno di questi metodi, un magnete si smagnetizza lentamente nel tempo come parte di un naturale processo di degradazione.