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Titolo: nord o sud?

è possibile, a partire da una rappresentazione grafica di un campo
magnetico (dunque una serie di vettori rappresentativi del campo che
occupano una zona tridimensionale), definire dove piazzare la lettera
N di nord e la lettera S di sud? Ad esempio dov' è il nord e il sud in
un campo magnetico prodotto da un filo di lunghezza infinita? Se è
vero che per convenzione dal Nord le linee di campo escono, mentre dal
Sud le linee di campo entrano, non è altrettanto vero che dato un
punto qualsiasi se le linee entrano in quel punto per forza dall'altra
parte ci devono anche uscire? In un solenoide dov'è il nord e dov'è il
sud? e se invece di considerare il nucleo consideriamo lo spazio
circostante i due poli si invertono?

 invertono?
A quanto pare, dobbiamo rifarci alle origini...
C'erano una volta gli aghi magnetici, quelli usati nelle bussole.
Si scopri' che avevano la proprieta' di orientarsi nel campo magnetico
terrestre, e che quindi le estremita' erano "diverse".
Venne chiamato "polo nord", per convenzione, quello che si rivolgeva
verso il Nord, e "polo sud" l'altro.
Poi nacque il concetto di campo magnetico, venne precisato come campo
vettoriale, che quindi in ogni punto ha una precisa direzione e verso.
Venne anche introdotto il concetto di "linea di forza".
Occorreva pero' definire il verso del campo, e lo si fece con la
convenzione che hai detto: al polo nord di un ago (o piu' in generale
di un magnete permanente) il campo _esce_; alpolo sud _entra_.
Nota: e' facile decidere i nomi dei poli di qualsiasi magnete,
confrontandoli co quelli di un ago: basta usare la regola che poli
opposti si attraggono e poli uguali si respingono.
Si vede anche (sperimentalmente, prima che teoricamente) che le linee
di forza che escono da un polo nord finiscono sempre in un polo sud,
in analogia del resto a cio' che capita con le cariche elettriche,
salvo per la differenza che mentre e' possibile avere cariche
elettriche isolate di un solo segno, questo riesce impossibile coi
poli magnetici: e' la famosa esperienza della "calamita spezzata".
Cosi' stavano le cose fino a Oersted, il quale scopri' che si poteva
produrre un campo magnetico con una corrente.
E venne fuori una novita': le linee di forza dei campi prodotti in
questo modo *erano sempre chiuse su se stesse*.
Quindi *non avevano poli*!
Ecco perche' non sipuo' rispondere alla tua domanda sul filo infinito:
le linee di forza sono circolari, con centro sul filo, e tutti i punti
sono uguali.
Naturalmente e' sempre possibile determinare il verso del campo in un
punto, mettendoci un aghetto: cosi' si scopre la "regola della mano
destra"...
Riassumendo: verso del campo si', poli no.
E per un solenoide? chiedi tu...
Qui la risposta e' un po' curiosa: "dipende dal punto di vista" :)
Voglio dire che le linee di forza di un solenoide sono anch'esse
chiuse, come quelle di un filo e di una spira; quindi dovrei dire che
non ci sono poli.
Ma se decido di non guardare _dentro_ il solenoide, il suo campo
esterno e' uguale a quello di una sbarretta magnetizzata, e questa i
poli ce li ha!
Dunque posso attribuire dei poli anche al solenoide: nord dove il
campo esce, sud dove entra.
 
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Elio Fabri
Dip. di Fisica - Univ. di Pisa
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