MAGNETISMO – CAMPO MAGNÉTICO DE IMANES

Los fenómenos magnéticos fueron conocidos por los antiguos griegos. Se dice que por primera vez se observó en la ciudad de Magnesia en Asia Menor, de ahí el término magnetismo. Sabían que ciertas piedras atrapan el hierro y estos, a su vez, otros trocitos de hierro. A estas piedras se les denomina imanes naturales.

Según la historia, la brújula, la cual usa una aguja magnética, fue usada por los chinos en el siglo 800 a.c.; también fue usada por los griegos. Según cuenta la leyenda un pastor Llamado Magnes, atraía trozos de magnetita (Fe3O4) con los clavos de sus zapatos y la punta de su bastón mientras cuidaba su rebaño.

Hoy sabemos que el magnetismo tiene muchas aplicaciones, como por ejemplo, los imanes en un refrigerador, el casete que utiliza una cinta magnética para almacenar información al igual que un diskett o un CD, los aceleradores de partículas subatómicas, como el ciclotrón, el tevatrón, betatrón y por último el tren de levitación magnética.

MAGNETISMO

El magnetismo es aquella propiedad que poseen algunas sustancias llamadas imanes que consisten en atraen limaduras de hierro.

En el siglo XVII William Gilbert emprendió el estudio sistemático acerca de las características que presentan los imanes.

 Clasificación de sustancias magnéticas

Las sustancias se pueden clasificar en tres categorías, dependiendo de
sus propiedades magnéticas.

A) Sustancias Ferromagnéticas.

(Tienen momentos magnéticos permanentes). Son aquellas sustancias que contienen momentos magnéticos atómicos que tienden a alinearse en paralelo por la presencia de un campo magnético exrerpo débil, por ejemplo el fierro (puede ser un clavo).

• Hierro
• Cobalto
• Niquel
• Gadolinio

B) Sustancias paramagnéticas

(Tienen momentos magnéticos permanentes). Una sustancia adquiere la categoría de paramagnético a ciertas temperaturas llamada temperatura de Curie. Por encima de esta temperatura los momentos magnéticos se encuentran al azar en forma aleatoria.
Por ejemplo: en la siguiente figura y tabla observamos como una sus- rancia ferromagnérica adquiere la categoría paramagnérica a ciertas temperaturas llamadas “temperaturas de Curie”

• Aluminio                        •  Calcio
• Cromo                            •  Litio
• Magnesio                       •  Niobio
• Oxígeno                         •  Platino
• Tungsteno

C) Sustancias Diamagnéticas

(No tienen momentos magnéticos permanentes). Estas sustancias son totalmente indiferentes o rechazadas por un campo magnético.

• Bismuto                •  Cobre
• Diamante             •  Oro
• Plomo                   •  Mercurio
• Nitrógeno            •  Plata
• Silicio                   

Magnetización

 ¡Cuando un electrón rota o gira alrededor de su eje genera un campo magnético!, es decir actúa como un pequeño electroimán.

En un material no magnetizado, los átomos están orientados en forma aleatoria y no existe un efecto magnético; en cambio, en un material magnetizado están alineados en una misma orientación.

CAMPO MAGNÉTICO

 En 1269 un francés llamado Pierre de Maricourt trazó las direcciones que seguía una aguja colocada en diversos puntos sobre la superficie de un imán natural. Encontró que las direcciones formaban líneas que encerraban en un círculo a la esfera y que pasaban por dos puntos diametralmente opuestos el uno del otro, a los cuales llamó polos del imán. En 1600 William Gilbert (1540 — 1603) amplió los experimentos de Maricourt con una diversidad de materiales. Así como el campo eléctrico rodea a una carga eléctrica, un campo magnético también rodea a cualquier sustancia magnética y se utiliza el símbolo B para representar al campo magnético.

Un campo magnético rodea al imán y se representa con las líneas de fuerza. Es una cantidad vertorial cuya dirección indica la dirección de la fuerza que experimentaría un polo magnético norte en ese punto del espacio. En el Sistema Internacional se mide en Tesla (T) en honor al físico Nicola Tesla.
La orientación de las agujas de una brújula se debe a que los polos opuestos (Norte — Sur) se atraen y los polos iguales se rechazan.
Por convención el polo norte se representa de color rojo, y es el lugar de donde salen las líneas de fuerza y se dirigen hacia el polo
sur.

 

Algunos ejemplos:

Polos de un Imán

Cuando se utiliza limaduras de hierro sobre un imán estas se acumulan con mayor intensidad en ciertas panes del imán, los que se denominan polos y tienen las siguientes características:

a) Los polos iguales se repelen y los polos opuestos se atraen.

 

b) No se puede obtener un polo magnético aislado. Si a un imán lo divides varias veces “hasta llegar al spin” encontrarás siempre los dos polos.

Magnetismo Terrestre

 El cuerpo magnético de la Tierra es similar al de una barra de imán. Sin embargo, no puede existir un imán permanente dentro de la Tierra debido a las altas temperaturas. Se cree que el campo magnético está asociado con los movimientos en el centro líquido exterior del núcleo de la Tierra.