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Titolo: Il campo magnetico terrestre

Salve a tutti,
                    sapreste dirmi se il campo magnetico
Terrestre ha un qualche tipo di influenza sulle
molecole polari di acqua che compongono le nubi?
Se sì, che tipo di influenza esercita su di esse?
Grazie per le risposte.
SBS.

 Se sì, che tipo di influenza esercita su di esse?
Nessuna.
Le molecole di acqua hanno un momento di dipolo elettrico, non
magnetico.
 
-- 
Elio Fabri

SBS ha scritto:

Solo una domanda; il campo magnetico terrestre è *costante* o 
*praticamente* costante? La seconda vero?
Non che questo cambi alcunché, ma è una curiosità.

*Elio Fabri* wrote:
::: sapreste dirmi se il campo magnetico Terrestre ha un qualche tipo di


Grazie per la risposta.
Ho un'altra domanda: la Terra genera onde elettromagnetiche a
bassissima frequenza, chiamate ELF (nell'ordine dei 6-8Hz)?
Se sì queste onde possono interagire con le molecole polari
di acqua? E in che modo?
Oppure servono onde elettromagnetiche con frequenze dell'ordine
dei MHz per interagire (in qualche modo) con le molecole d'acqua?

Direi che varia non solo da punto a punto del globo (e ovviamente in
funzione dell'altitudine), ma varia anche col tempo. Non so dirti nulla di
preciso, mi ricordo solo che mentre seguivo la laurea di un mio amico (che
stava sviluppando un sistema di navigazione di emergenza per aerei) avevo
orecchiato cio' :-)
Mi sembra di ricordare avesse parlato di mappe del campo magnetico terrestre
che riportano, punto per punto, l'orientamento del campo, l'intensita' e la
derivata prima rispetto al tempo.
Pleg

 Non che questo cambi alcunché, ma è una curiosità.
E` solo praticamente costante. In realta` varia di intensita` e 
direzione: in questo sito 
http://www.ngdc.noaa.gov/seg/geomag/geomag.shtml
 trovi il link a un 
programma che calcola il campo e la sua variazione.
Ad esempio dalle parti di milano il cambiamento della direzione 
orizzontale e` attualmente di circa 0.1 gradi all'anno.
-- 
Franco
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 magnetico.
Pero' l'acqua mi risulta essere leggermente diamagnetica. Di solito la
levitazione di povere ranocchie in forti campi magnetici statici si spiega
in termini di effetto diamagnetico dell'acqua.
Mi viene in mente un problema: quale forma assume una goccia d'acqua quando
viene immersa in un forte campo magnetico? non conosco la risposta.
Bye
Hyper

 risposta.
Una goccia come? In assenza di gravita'? Considerando la tensione
superficiale?
 
-- 
Elio Fabri

 superficiale?
Non saprei. Direi di iniziare trascurando entrambe. Non sono cosi' sicuro 
che la sfera sia la forma che minimizza l'energia magnetostatica. E' 
possibile che senza gravita' e senza tensione superficiale, la goccia si 
allunghi fino a formare una linea di dipoli (un cilindro molto lungo), 
mentre aggiungendo la tensione superficiale si stabilizzi su un ellissoide 
prolato con rapporto tra gli assi dipendente dal bilancio energetico tra 
energia di superficie e magnetostatica?
Bye
Hyper

 polari di carica in moto e campo magnetico statico?
Provo a fare i conti della serva. La suscettivita' magnetica X 
dell'acqua e' circa 10^(-5). Il momento magnetico per unita' di volume 
e' M=XH e per H=5 10^(-5) T (campo terrestre) ho al piu' M=10^(-9) A/m. 
L'energia di interazione di un dipolo magnetico di valore d=MV, 
prendendo v=1 mm^3 = 10^(-9) m^3, col campo terrestre e' dell'ordine 
U=dH=10^(-22) Joule. Molti ordini di grandezza inferiore alla tensione 
superficiale. Per calcolare la deformazione bisognerebb conoscere il 
gradiente di H, ma con questi ordini di grandezza scommetto che il 
risultato rimane lo stesso, cioe' che il campo terrestre e' irrilevante.
-- 
Enrico Smargiassi
http://www-dft.ts.infn.it/~esmargia

 stesso, cioe' che il campo terrestre e' irrilevante.
Perche' ci vuoi mettere il gradiente?
La deformazione ci sarebbe anche in campo uniforme.
Allungando la goccia l'en. magnetica diminuisce, quella di tensione
superficiale aumenta, e cui sara' un minimo.
Mi sa che l'allungamento relativo sarebbe dell'ordine di 10^(-16), e ora
Hypermars ci dira' come misurarlo :-))
 
-- 
Elio Fabri

 stesso, cioe' che il campo terrestre e' irrilevante.
Beh, su questo non penso ci fossero dubbi...pero' un conto e' dire che non 
c'e' effetto, e un conto e' dire che l'effetto c'e' ma e' irrilevante.
Bye
Hyper 

 Hypermars ci dira' come misurarlo :-))
Ok, ho stimato. Mi ci e' voluto un po'.
Il rapporto tra i semiassi dell'ellissoide prolato che si instaura quando la
goccia e' sottoposta a un forte campo magnetico e' pari a
1+A X^2
dove X e' la suscettivita' diamagnetica (da Enrico: X~10^-5), e A il
seguente parametro adimensionale
A = B^2/mu0 1/(8 T) (3V/4pi)^(1/3)
con B = campo applicato in Tesla
T = tensione superficiale dell'acqua (a 20 gradi e' circa 73 mJ/m^2)
V = volume della goccia
Il risultato per una goccia d'acqua di 1 mm^3 immersa in un campo di 10 T
e', tristemente
1+10^-6
ovvero l'ellissoide si discosta dalla sfera (dove il rapporto e' 1) di un
fattore 10^-6.
Nel campo terreste, che sempre da Enrico prendiamo come 50 uT, abbiamo
1+10^-16
come avevi giustamente anticipato.
Riguardo al misurarlo, e' ovviamente impossibile. Pero' come accennavo ad
Enrico, mi ricordo di aver visto ferrofluidi con tendenze all'allungamento
vistose. E' chiaro che qui l'effetto potrebbe essere sensibile perche' la
suscettivita' e' diversi ordini di grandezza superiori. Giocare sulla
tensione superficiale invece e' meno facile, perche' non mi pare che vari
piu' di due o tre ordini di grandezza. Forse con una goccia di elio
superfluido...
Il risultato per l'acqua puo' confortare gli eventuali animalisti
preoccupati per la salute delle ranocchie usate nelle levitazioni
diamagnetiche.
Bye
Hyper

 Perche' il gradiente?
Perche' mi sono confuso con lo spostamento delle gocce dovuto al campo 
stesso. Insomma, non puoi pretendere troppo da una serva :-)


 V = volume della goccia
Mi sovviene che ho ignorato la magnetostriction (come si dice in italiano?),
la quale, probabilmente, tende ad avere un effetto di compensazione.
Infatti, non appena l'acqua acquista un momento diamagnetico per effetto del
campo esterno, i dipoli acquisiti interagiscono e si attraggono lungo la
direzione del campo stesso, tendendo quindi a schiacciare la goccia invece
che allungarla, e ad aumentarne leggermente la densita' (quindi, tra
l'altro, la goccia non avrebbe piu' un volume costante). Non ho idea di come
stimare quantitativamente l'effetto, ma ho l'impressione che possa persino
prevalere, data la piccolezza dell'effetto di allungamento. L'effetto di un
campo magnetico su una goccia suscettibile potrebbe quindi risultare in uno
schiacciamento per magnetostriction.
Esistono magnetometri a colonnina ferrofluida? analoghi ai termometri a
colonnina di mercurio. Il mercurio si espande e sale all'aumentare della
temperatura, il ferrofluido si contrae e scende all'aumentare del campo. Se
si avessero tre colonnine ferrofluide ortogonali, si avrebbe un magnetometro
in 3D (la temperatura e' scalare, quindi ne basta una). Peccato che
probabilmente tale magnetometro avrebbe probabilmente una tacca ogni 10 T
:-)
Bye
Hyper