Magnetismo

LA MAGIA DE LA FISICA: Magnetismo.
Recursos Experimentales didácticos y recreativos. Dr. Nelson Falcón Universidad de Carabobo. Facultad Experimental de Ciencias y Tecnología. Dpto. de Física. Email nfalcon@uc.edu.ve . Prof. Douglas Falcón Liceo Nacional “Mario Briceño Iragorry”. Bararida Bqto. Edo, Lara dlfalcon@hispavista.com
En el apogeo de Macedonia, en el siglo IV a.c., eran conocidas unarocas provenientes de la región de Magnesia, que mostraban la curiosa propiedad de atraer algunos metales como el hierro y el níquel. Tales rocas se denominaron Magnésicas y se conocen hoy como Magnéticas. Ya los fenómenos similares se les apelan con el calificativo de magnéticos. El mineral de hierro Magnetita es en realidad un imán natural capaz de atraer al cobalto, al hierro y al níquel. Lapresencia de imanes en una región del espacio modifica las propiedades del espacio en sus alrededores, se dice entonces que crea un “campo de fuerzas” magnético; que l se representa por líneas entre los polos del imán.

Experimento 1: Líneas tridimensionales de Fuerza Magnéticas Para visualizar las líneas de fuerza magnética requerimos de un medio entre imanes con partículas de hierro, capaces demoverse libremente. Una mezcla de aceite de motor y aceite comestible en un envase con limadura de hierro (fácil de obtener en los talleres donde tornan o rectifican motores y piezas metálicas) servirán como medio, alrededor de ellas se colocan dos o mas imanes. Una luz de linterna que ilumine el envase desde atrás facilitara la visibilidad de las líneas.

Es interesante notar que las líneas seaprecian convergentes entre los imanes cuando la fuerza es atractiva, vale decir cuando los polos de los imanes son opuestos; y se observan claramente divergente en el caso de polos iguales o de fuerza repulsiva.

Las limaduras de hierro quedan “atrapadas” o “congeladas” en el campo magnético, de forma similar, la materia al interior del Sol también resulta atrapada por los campos magnéticos dela

“atmósfera” exterior del Sol y se puede apreciar en las manchas solares.

También nuestro planeta posee un campo magnético, quizás debido al núcleo de hierro y níquel (NiFe) de s interior. Este campo

magnético global tiene su polo norte magnético en la Antártica y el polo norte geográfico corresponde al polo sur magnético, razón por la cual la aguja norte de una brújula apunta siempreal Norte geográfico.

Experimento 2: Fuerza Magnética Usando dos imanes toroidales idénticos es posible hacer levitación magnética, es decir se puede mostrar que la fuerza magnética repulsiva entre los polos idénticos de dos imanes es suficiente para contrarrestar la gravedad. Es importante emplear un eje para evitar el desplazamiento lateral de los imanes.

Los trenes de alta velocidad enJapón usan ya la levitación magnética para levantar los vagones a unos pocos milímetros de los rieles y desplazar sobre ellos sin tocarlos!, es claro que se emplean potentes electroimanes para lograrlo. Los fenómenos eléctricos y magnéticos fueron tratados separadamente hasta bien entrado el siglo XIX. Christian Oersted (1777-1851) al finalizar una clase práctica en la Universidad de Copenhague, fueprotagonista de un descubrimiento que lo haría famoso. Al acercar una aguja imantada a un hilo de platino por el que circulaba corriente advirtió, perplejo, que la aguja efectuaba una gran oscilación hasta situarse inmediatamente perpendicular al hilo. Al invertir el sentido de la corriente, la aguja invirtió también su orientación. Este experimento, considerado por algunos como fortuito y porotros como intencionado, constituyó la primera demostración de la relación existente entre la electricidad y el magnetismo. Aunque las cargas eléctricas en reposo carecen de efectos magnéticos, las corrientes eléctricas, es decir, las cargas en movimiento, crean campos magnéticos y se comportan, por lo tanto, como imanes. Los trabajos de Michael Faraday (1797-1878) y de James Maxwell (1831-1867)...