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Titolo: Campi magnetici (oppure no?)

Ciao a tutti.
Vi inoltro un messaggio postatomi da una persona più competente di me in
materia,
che osservando l'immagine del libretto di Campi Magnetici
si è stupito di trovarvi il disegno di un dipolo elettrico e non di un
dipolo magnetico
come ci si sarebbe aspettati.
Sarà voluto?
Dopo la questione "latitudine-longitudine" in Shacketon, un altro enigma per
i nostri eroi abBattiati.
Buona lettura.
blueegg
Ciao,
ti invio una stringatissima spiegazione sulla questione dei dipoli elettrici
e magnetici, collegata all'immagine presente nel libretto allegato al CD
"Campi Magnetici".
Una serie di principi fisici ben conosciuti:
ELETTRICITA'
E' una proprietà fondamentale della materia che si manifesta attraverso
interazioni tra corpi (attrazioni e repulsioni) quando su di essi siano
presenti cariche elettriche. Le cariche elettriche sono di due tipi diversi
e sono chiamate, per convenzione, negative o positive.
L'elettricità è una conseguenza dell'esistenza tra i costituenti dell'atomo
di particelle cariche: l'elettrone, portatore di una carica negativa, e il
protone, portatore di una carica positiva.
CAMPO ELETTRICO
E' la regione di spazio in cui le forze elettromagnetiche agiscono sulle
cariche presenti. Attorno ad ogni distribuzione do cariche (o anche attorno
a ogni singola carica) si genera un campo elettrico: le cariche modificano
le proprietà dello spazio circostante nel senso che una qualunque altra
carica posta nel campo viene sollecitata da una forza elettrica.
Un campo elettrico può essere rappresentato graficamente mediante linee di
forza: ciascuna di esse corrisponde, in ciascun punto, alla traiettoria che
verrebbe percorsa da una carica elettrica libera posta in quel punto (la
carica deve essere abbastanza piccola da non modificare il campo elettrico
preesistente e deve muoversi lentamente). Dove le linee di forza si
addensano il campo elettrico è più intenso.
MAGNETISMO
E' quell'insieme di fenomeni prodotti da magneti, sostanze magnetizzate o,
più in generale, connessi a campi magnetici.
CAMPO MAGNETICO
E' la zona di spazio in cui sono sensibili le forze di attrazione e
repulsione esercitate da un magnete o da un insieme di magneti.
Il polo Nord di un magnete a sbarra libero di ruotare è quell'estremità che
si dispone verso il nord geografico; il polo Sud è l'altra estremità. Poli
dello stesso nome si respingono, poli di nome opposto si attraggono: è così
possibile determinare i poli di qualunque magnete avvicinando alle sue
estremità un ago magnetico di cui siano già conosciuti i poli.
Le linee di forza del campo magnetico indicano, in ogni punto dello spazio,
la direzione in cui si disporrebbe un ago magnetico posto in quel punto.
ELETTROMAGNETISMO
L'insieme di fenomeni provocati dalla variazione nel tempo di campi
elettrici e magnetici.
ELETTROMAGNETI
Sono dispositivi formati da numerose spire di filo metallico avvolte attorno
ad una sbarra, normalmente di ferro o di acciaio. Tali dispositivi sfruttano
il fenomeno per cui nel caso di una spira circolare percorsa da corrente
elettrica, il campo magnetico generato è paragonabile a quello che verrebbe
creato da una sbarretta magnetica posta nel suo centro, col polo nord verso
un osservatore che vede circolare la corrente in senso antiorario.
CONCLUSIONE
Dipolo elettrico o dipolo magnetico?
Possiamo immaginare un dipolo elettrico come costituito da una bacchetta
isolante con una carica positiva ad una estremità ed una carica negativa
all'altra. Un dipolo magnetico può essere invece immaginato come costituito
da un magnete a barra con polo nord ad una estremità ed un polo sud
all'altra.
I campi elettrico e magnetico sviluppati nello spazio circostante i due
dipoli presentano immediate analogie per quanto riguarda l'andamento delle
rispettive linee di forza. Tagliando però a metà il dipolo elettrico la
carica elettrica positiva viene isolata su una metà e la carica elettrica
negativa sull'altra metà, mentre tagliando a metà il dipolo magnetico si
ottiene una nuova coppia di poli nord e sud ed un andamento differente delle
linee di forza dei due campi: questo semplice esperimento rivela dunque la
diversa natura dei due fenomeni.
In elettrostatica, la relazione fra campo elettrico (E) e carica elettrica
può essere rappresentata come:
carica elettrica <=> E <=> carica elettrica
Questo significa che cariche elettriche producono un campo elettrico (E),
che a sua volta può esercitare una forza di origine elettrica su altre
cariche.
E' allettante l'idea di provare ad utilizzare l'apparente simmetria tra
campo elettrico e campo magnetico (B) scrivendo:
carica magnetica <=> B <=> carica magnetica
Tuttavia, singole cariche magnetiche non esistono (o meglio sono
estremamente rare da osservare in natura) e quindi una tale relazione non ha
alcun valore pratico. Una relazione più utile è:
carica elettrica in moto <=> B <=> carica elettrica in moto
che può anche essere scritta come:
corrente elettrica <=> B <=> corrente elettrica.
Dunque, è una carica elettrica in moto (cioè una corrente elettrica) a
produrre un campo magnetico, che può esercitare una forza magnetica su altre
cariche in moto (cioè su correnti elettriche).
L'immagine nel libretto allegato al CD "Campi Magnetici" è quindi quella di
un dipolo elettrico e del relativo campo elettrico sviluppato dalle due
cariche positiva e negativa raffigurate e non, come ci si sarebbe aspettati,
quella di un dipolo magnetico.
Volendo ipotizzare che il dipolo rappresentato sia un dipolo magnetico
costituito da due fili paralleli (perpendicolari al piano dell'immagine)
percorsi da una corrente entrante (+) ed una uscente (-) (...e trascurando
la confusione dovuta all'uso improprio dei simboli "+" e "-"), l'andamento
del campo magnetico risultante sarebbe errato: quello rappresentato sarebbe
il campo magnetico sviluppato da due fili paralleli percorsi da corrente
dello stesso verso e non di verso opposto!
Dunque, errore o calcolo?
P.S.
...anche il Magnetismo è una conseguenza dell'esistenza tra i costituenti
dell'atomo di particelle cariche; non della loro semplice presenza bensì del
loro movimento: è noto infatti che gli elettroni (cariche elettriche
negative) ruotano attorno al nucleo dell'atomo e manifestano gli effetti
della corrente elettrica prodotta facendo assumere all'atomo un
orientamento.

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