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Titolo: Magnitismo

Salve a tutta la community: questo è il mio quesito inaugurale, anche 
piuttosto "terra terra".
Tra magnetismo ed elettricità vi sono parecchie analogie ed è noto, ci 
sono forti legami ed è noto.. Ma esattamente.. da cosa è dato il 
magnetismo di un corpo? Ok, un circuito chiuso percorso da corrente si 
comporta come un bipolo magnetico.. ma i magneti cosa sono? i magnetini 
che si hanno sui frigoriferi dubito fortemente siano minicircuiti 
percorsi da corrente ^^'.. La domanda è dunque questa: da cosa è data la 
proprietà magnetica di un corpo naturalmente predisposto a ciò?

 percorsi da corrente ^^'.
E invece lo sono. Il flusso di corrente è rappresentato dagli elettroni
negli orbitali intorno ai nuclei degli atomi che compongono il
materiale.
In un materiale "normale" i microscopici flussi magnetici di ciascun
atomo sono disposti casualmente per cui tendono ad annullarsi
reciprocamente: all'esterno quindi hai un campo magnetico nullo.
In un materiale magnetizzato la disposizione è meno casuale e quindi i
contributi di ciascuno si sommano e si forma il campo magnetico
percepibile esternamente. In realtà è impossibile un allineamento
totale, ma è sufficiente una certa piccola percentuale di allineamento,
una tendenza insomma, per formare il campo del magnete.
La mia è una risposta molto, ma molto, semplificata, tuttavia penso ti
possa essere utile per farti un'idea del fenomeno.
 
-- 
Roberto Rosoni
 
 
 

 allineamento, una tendenza insomma, per formare il campo del magnete.
Tutto questo che dici puo' andar bene per il paramagnetismo, ma e'
chiaro che Francesco pensa al ferromagnetismo, anzi ai magneti
permanenti, che sono da sempre la manifestazione piu' evidente delle
proprieta' magnetiche della materia.
In una sostanza ferromagnetica, anche quando non e' magnetizzata in
modo visibile, esistono regioni (i cosiddetti "domini") in cui tutti
gli atomi contribuiscono alla magnetizzazione nella stessa direzione.
E' solo in media che le magnetizzazioni si cancellano.
Quando si produce un magnete permanente, si orientano _la gran parte_
dei domini (e quindi degli atomi) in modo concorde.
Meno facile spiegare come mai questa situazione possa restare stabile
anche in assenza di campo esterno: che e' proprio cio' che accade nei
magneti permanenti.
Ma qui mi fermo anch'io ;-)
 
-- 
Elio Fabri

Ma qui mi fermo anch'io ;-)
perche'? se fosse possibile, sarebbe piacevole proseguire :)
-- 
Oscar M. AKA UoScAr.
30, Imola.
nuqDaq 'oH puchpa''e'

 magneti permanenti.
Ma tutti gli atomi possiedono un momento magnetico? Nel senso.. un 
DIPOLO (:p) magnetico è prodotto da una carica in moto circolare, quindi 
preso un atomo abbiamo l'elettrone in rotazione e quindi un dipolo 
magnetico.. che poi come è disposto? Se non erro l'elettrone non si 
muove esattamente su un piano come lo si disegna spesso.. ma questo 
esula dalla domanda, sto divagando.. dicevo, il momento magnetico 
acquistato dal moto dell'elettrone, ci sono casi in cui è 
controbilanciato da qualcos'altro? da un altro elettrone che si muove in 
moto esattamente (possibile?) opposto? dallo spin dell'elettrone stesso? 
O sono appunto, tutti in possesso di un momento magnetico? E se lo sono, 
questo significa che tutti i materiali.. anche la plastica, per dire, 
sono elementarmente magnetici?

 plastica, per dire, sono elementarmente magnetici?
Che raffica di domande! :-)
Premesso che parlare di moto dell'elettrone e pensare al detto
elettrone come una specie di trottolina e' del tutto inadeguato per
capire questi fenomeni, per i quali e' assolutamente indispensabile la
m.q. ... cio' premesso, dicevo, tento di rispondere qualcosa.
C'e' una regola semplice: gli atomi con numero dispari di elettroni
hanno *tutti* un momento magnetico.
Detto in modo semplicistico, perche' c'e' un elettrone "spaiato" il
cui m.m. non puo' essere cancellato da un altro.
Pero' nota che questo aiuta fino a un certo punto, perche poi gli
atomi non stanno siaolti: formano molecole o addirittura cristalli,
per cui la cancellazione che non era possibile per l'atomo singolo
diviene possibile per la molecola o per il cristallo.
Inoltre non e' detto che se gli elettroni in un atomo sono in numero
pari, ci sia sempre cancellazione. Basta l'esempio del ferro, che di
elettroni ne ha 26, ed e' il prototipo del materiale ferromagnetico...
Per capire quello che succede nei vari casi occorrerebbe trattare
della struttura atomica un po' in dettaglio, e non mi sembra proprio
possibile; come minimo, per il tempo e lo spazio che ci vorrebbero...
Giusto per darti un'idea delle cose strane che possono capitare,
considera questa. Ho parlato sopra di molecole, e ho accennato che
anche se il singolo atomo e' dispari come elettroni, quando si forma
una molecola si puo' avere un numero totale pari e quindi
cancellazione (niente m.m.)
E' quello che succede infatti per i gas biatomici piu' comuni, con
un'eccezione: l'ossigeno.
La molecola O2 *ha m.m. proprio*.
Perche'? Spiacente: qui non basterebbe neppure la struttura atomica,
ma bisognerebbe esaminare cosa succede quando due atomi formano una
molecola. Ripeto di nuovo che solo la m.q. riesce a spiegare cose
strane come questa.
 
-- 
Elio Fabri

 Magari qualcuno che ne sa piu' di me vorra' contribuire ;-)
Io ho provato a buttare giu' qualcosa a livello non tecnico. Non ne sono 
molo soddisfatto, comunque ecco i risultati:
http://www-dft.ts.infn.it/~esmargia/physics/magnetizzazione.html
Domande e commenti sono bene accetti.

 elettronici.
Quando dici che il momento magnetico intrinseco
non puo' esser visto in termini di correnti hai
ragione nella misura in cui la densita' di corrente di
un elettrone, quale deriva dallo studio delle soluzioni
dell'equazione di Dirac non puo' esser vista come una
corrente tradizionale. Tuttavia puo' essere vista
come un corrente. Dovrei riprendere il libro di Bogoliubov,
per i dettagli, ma direi che essenzialmente c'e' questo
collegamento generale:
esiste un nesso fra la carica, la massa e la
magnetizzazione dell'elettrone. Di cui pero' si prevede
la correzione giromagnetica solo dopo durissima fatica
e non con questo "semplice" trucco.
E' vero che seguire questa strada porta al controintuitivo
sistema di equazioni di Maxwell-Dirac. Ma qualcuno
crede che il sistema delle equazioni di Maxwell sia
intuitivo?
Vuole essere solo un delicato pungolo, ma spero
in una risposta. Sembra infatti, leggendo Hestenes,
che il fulcro della difficolta' sia solamente nel fatto che
per scrivere le equazioni di Maxwell si usa uno strumento
geometrico parziale. Il cui "naturale" completamento conduce
ad un'algebra geometrica che permette una formulazione
unitaria delle equazioni di Maxwell e Dirac. (Dove tuttavia,
va rilevato non trova posto l'anomalia del fattore giromagnetico,
Hestenes ritiene sia un effetto di teoria dei campi la cui descrizione
risulta piu' naturale in questo schema geometrico unitario, ma io non
gli credo, per la ragione che spieghero' fra breve).
La domanda e': a parte Hestenes, esistono tentativi didattici
per l'universita' italiana che introducono le equazioni di
Maxwell-Dirac in modo unitario a partire da una riconsiderazione
del calcolo vettoriale?
Hestenes ne accenna qui: 
http://modelingnts.la.asu.edu/
Io sono molto perplesso al riguardo, in particolare non
capisco quanto sia davvero "naturale" la generalizzazione
suggerita di Hestenes. Dovremmo forse capir meglio l'origine
della struttura spaziale e temporale per come emerge dalla
teoria delle interazioni fondamentale, e non mi sembra che
sia la direzione seguita da Hestenes, ma forse mi sbaglio
e basta postulare la geometria euclidea e trarne tutte le
conseguenze. (vero?)
Quello che mi chiedo, tuttavia, dopo aver preso in prestito
il libro di Manin sulla geometria dei modelli di gauge e'
se non sia davvero il caso di pensare ad un cambiamento di
paradigma descrittivo. Esistono tentativi didattici in tal
senso in Australia ad esempio, ma gli esiti li ho testati
sulla mia pelle cercando di leggere il libro che ne e'
stato ricavato e sono piuttosto deluso di me stesso. Voi sapete
di qualcosa di ben riuscito chesso' in qualche corso
di dottorato eventualmente? Pensate che esista qualcosa
di praticabile, a la Manin, ma senza le difficolta' matematiche
della geometria differenziale e senza scomodare la teoria delle
stringhe?
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Inviato via 
http://arianna.libero.it/usenet/

 scomodare la teoria delle stringhe?
Non ne ho la minima idea, e non so niente sull'argomento.
Ricordo solo (me l'hai fatto venire in mente con queste domande) che
anni fa lessiun articolo, credo su Am. J. of Physics che parlava di
un'interpretazione classica del momento magnetico di spin.
Se poi il ricordo e' esatto...
La fotocopia dovrebbe essere qua in giro, ma chissa' dove :-(
 
-- 
Elio Fabri