Come funzionano i magneti?
Ah, i magneti. I frigoriferi ne sono pieni. Alimentano le nostre binge-session di Netflix. Quando si rompono in piccoli pezzi e si frantumano in Silly Putty, possono fornire ore di divertimento.
Il magnetismo è la forza esercitata dai magneti, oggetti che si respingono o si attraggono. Questo potente fenomeno fisico è una componente dell’elettromagnetismo, una delle forze fondamentali della natura.
Il movimento delle particelle elettricamente cariche che si trovano in tutta la materia genera correnti elettriche che creano un campo magnetico. Queste particelle diventano piccoli magneti, ognuno con poli nord e sud. Tecnicamente, tutta la materia è soggetta alle forze magnetiche che pervadono il nostro universo. Alcuni di questi effetti sono più evidenti di altri, secondo la BBC.
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Spesso i campi magnetici generati da queste particelle sono casuali, cioè i loro poli nord e sud si annullano a vicenda. Alcuni oggetti – da pezzi di minerale di ferro al magnete dell’alfabeto attaccato al tuo frigorifero – hanno campi magnetici che sono disposti nella stessa direzione. I campi magnetici di questi oggetti diventano più forti quando la velocità di queste particelle elettricamente cariche aumenta, secondo Live Science.
Il magnetismo è una forza misteriosa in questo universo. Gli scienziati non capiscono appieno perché si verifica in primo luogo. Non sono nemmeno sicuri del perché queste particelle abbiano una direzione nord e sud, secondo Live Science, e ci sono molte forme diverse di magnetismo.
Forze misteriose
Il ferromagnetismo, la forma più forte di magnetismo, si verifica quando i materiali sono esposti a una forza magnetica esterna, secondo il sito HyperPhysics della Georgia State University. Questi oggetti diventano permanentemente magnetizzati, attraverso un processo chiamato isteresi. I primi aghi della bussola di ferro sono stati magnetizzati da lodestone, o minerali di magnetite magnetizzati, tirati dalla Terra. Questa è l’unica forza magnetica che gli esseri umani possono sentire tangibilmente.
Il ferromagnetismo può essere la forma più evidente di magnetismo, ma l’elettromagnetismo è probabilmente il più importante. È la forza fondamentale “responsabile della struttura stessa della nostra materia”, ha detto a Science Channel l’astronomo Michele Thaler del Goddard Space Flight Center della NASA.
💡 Le altre forze fondamentali sono la gravità, il nucleare debole e il nucleare forte.
L’elettricità e il magnetismo sono strettamente intrecciati, e i loro rispettivi campi si alimentano e interagiscono tra loro. L’elettromagnetismo crea luce ed energia, e senza di esso, gli atomi e le molecole di cui siamo fatti andrebbero in pezzi. Nel 1865, il fisico James Clerk Maxwell ha tracciato la connessione tra queste forze gemelle, ponendo le basi perché Einstein formasse la sua famosa teoria della relatività speciale.
Ovviamente, le applicazioni dell’elettromagnetismo nella vita quotidiana sono vaste. Le onde elettromagnetiche alimentano tutto, dai forni a microonde e dai televisori alle radio e alle macchine a raggi X.
Nei casi in cui un oggetto è esposto a una corrente elettrica, genera un campo magnetico temporaneo a forma di bobina. Quando la corrente viene interrotta, tuttavia, il campo scompare. Questo è chiamato un elettromagnete.
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Il magnete sotto i tuoi piedi
La Terra è essenzialmente un magnete gigante con corrispondenti poli nord e sud geomagnetici, grazie al nostro nucleo esterno di ferro fuso. Il campo magnetico a forma di goccia che la Terra genera, schiacciato dai venti solari e chiamato magnetosfera, assicura il funzionamento delle nostre bussole, fornisce aurore brillanti e ci protegge anche dalle radiazioni cosmiche nocive. È fondamentale per la protezione della nostra ambita atmosfera.
Le particelle magnetizzate nelle rocce laviche lungo la superficie della Terra registrano la direzione del campo magnetico del nostro pianeta. Questo è il modo in cui gli scienziati sono in grado di dire che i poli magnetici della Terra sono cambiati nel tempo e che le placche tettoniche su cui viviamo si muovono in modo incrementale, secondo il National Geographic.
Negli ultimi anni, lo spostamento dei poli magnetici della Terra sta aumentando il ritmo. Alcuni studi hanno dimostrato che stanno viaggiando più velocemente di 35 miglia all’anno. Questo può disturbare i sistemi di navigazione e causare mal di testa ai viaggiatori.
Il nostro fascino per il magnetismo risale a migliaia di anni fa. I mesoamericani svilupparono una comprensione precoce della forza e i greci furono i primi a documentare le sue meraviglie. Questo fascino non è diminuito nel corso degli anni. La nostra comprensione del magnetismo è stata fondamentale nel plasmare il mondo in cui viviamo oggi.
Senza di esso, saremmo persi. Letteralmente.