Monografia del magnetismo

Desarrollo

CAPITULO I

MAGNETISMO

1.1 Definición

Los primeros fenómenos magnéticos observados estaban relacionados, sin duda, con los llamados imanes naturales, que son trozos de un mineral de hierro encontrado junto a la antigua ciudad de Magnesia (de donde viene el término magnético). Estos imanes naturales tienen la propiedad de atraer el hierro no imantado, siendo el efectomás pronunciado en ciertas regiones del imán llamadas polos. Era conocido por los chinos, antes del año 121 de nuestra era, que una barra de hierro, después de haber sido colocada cerca de un imán natural, adquiría y conservaba esta propiedad de los imanes naturales, y que si dicha barra se suspendía libremente de modo que pudiera girar alrededor de un eje vertical se colocaba aproximadamente en ladirección Norte-Sur. El uso de los imanes para facilitar la navegación puede hacerse remontar al siglo undécimo al menos.
Actualmente se cree que los llamados fenómenos magnéticos proceden de las fuerzas originadas entre cargas eléctricas en movimiento. Esto es, las cargas móviles ejercen fuerzas magnéticas entre sí, además de las fuerzas puramente eléctricas o electrostáticas dadas por la ley deCoulomb. Comenzaremos, por consiguiente, el estudio del magnetismo considerando las fuerzas que existen entre cargas móviles y dejaremos la cuestión de los polos magnéticos para un capítulo posterior, donde serán estudiados en relación con las propiedades magnéticas de la materia en general.
Puesto que los electrones están en movimiento alrededor del núcleo atómico, y cada electrón parece estaren rotación constante alrededor de un eje que pasa por él, cabe esperar que cada átomo presente efectos magnéticos, y, de hecho, se ha encontrado que es así. La posibilidad de que las propiedades magnéticas de la materia fueran consecuencia de minúsculas corrientes atómicas fue sugerida por primera vez por Ampére, en 1820. Hasta hace pocos años no ha sido posible la comprobación de esta idea.Como en el caso de las fuerzas electrostáticas, el medio en el cual se mueven las cargas puede tener un efecto pronunciado sobre las fuerzas magnéticas observadas entre ellas.

1.2 Polos de un imán

1.2.1 POLOS DE UN IMAN

Se observó que los trozos de fierro eran atraídos con mayor intensidad por ciertas partes de un imán, las cuales se denominaron polos. Por ejemplo, si tomamos un imán enforma de barra y distribuimos limaduras de fierro sobre él, notaremos que se acumulan en los extremos de la barra (Fig. 1; un imán en forma de barra tiene en dos polos situados en sus extremos); es decir, las limaduras son atraídas con mayor intensidad por tales extremos. Por tanto, un imán en forma de barra posee dos polos, situados en sus extremos.
Suspendiendo un imán en forma de barra de maneraque pueda girar libremente alrededor de su parte central, se observa que siempre se orienta en una misma dirección. (Fig. 2a)
Tal orientación coincide aproximadamente con la dirección Norte-Sur en la Tierra. Esta propiedad de los imanes se empleó en la construcción de las brújulas o agujas magnética orientadoras (Fig. 2b), las cuales hicieron posible la realización de prolongados viajes marítimosdesde tiempos muy remotos. Como usted instrumentos siguen utilizándose en la actualidad.
Los polos de un imán reciben la denominaciones de "polo magnético norte" y “polo magnético sur", de acuerdo con la siguiente convención:
Polo norte de un imán es aquel de sus extremos que, cuando el imán puede girar libremente, apunta hacia el Norte geográfico de la Tierra, El extremo que apuntó hacia elSur geográfico terrestre es el polo sur del imán (figura2 Un imán (o aguja magnética) suspendido se orienta en la dirección Norte-sur (geográficos).).
Es posible que ya haya observado experimentalmente que cuando tratamos de acerca el polo norte de un imán al polo norte de otro, se observa una fuerza de repulsión entre dichos polos (Fig. 3a). De la misma manera notamos que hay una fuerza de...