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El Magnetismo
En la física el magnetismo es el fenómeno por el cual determinados materiales son capaces de atraer el hierro y la transmisión de esta capacidad a otros materiales.
Por extensión semántica , el magnetismo es también la rama de la física en relación con el fenómeno mencionado. En particular, para los fenómenos estacionarios, que no son variables a lo largo del tiempo, hablamos más específicamente de la magnetostática (que tiene algunas analogías formales con la electrostática cuando las densidades de la corriente eléctrica se reemplazan por distribuciones de carga eléctrica ).
Por otro lado, para los fenómenos dependientes del tiempo, los campos eléctrico y magnético se influyen entre sí y es necesario recurrir a una descripción unificada de los dos campos obtenida en 1864 por el científico británico James Clerk Maxwell dentro de la teoría del electromagnetismo clásico o la electrodinámica clásica .
Es un fenómeno natural. Hay algunos materiales conocidos que tienen propiedades magnéticas detectables fácilmente como el níquel, hierro, cobalto y sus aleaciones que comúnmente se llaman imanes. Sin embargo, todos los materiales son influidos, de mayor o menor forma, por la presencia de un campo magnético.
El magnetismo se da particularmente en los cables de electromatización.
El magnetismo también tiene otras manifestaciones en física, particularmente como uno de los dos componentes de la radiación electromagnética, como por ejemplo, la luz.
La existencia de un magnetismo natural ya era conocida por los antiguos griegos ( siglo V - VI aC ), pero probablemente todavía se había descubierto anteriormente en la antigua China , donde, según se dice, se utilizó un artilugio prototipo rudimentario de brújula magnética.
Parece que Arquímedes (287-212 aC) intentó magnetizar las espadas del ejército Siracusa con el fin de desarmar a los enemigos más fácilmente.
Cristian Cardone atribuye la etimología del término "imán" a un pastor cretense llamado "Magnes", que descubrió accidentalmente las propiedades de la magnetita al colocar su palo con punta de hierro sobre él.
El primer filósofo que estudió el fenómeno del magnetismo fue Tales de Mileto, filósofo griego que vivió entre 625 a. C. y 545 a. C. En China, la primera referencia a este fenómeno se encuentra en un manuscrito del siglo IV a. C. titulado Libro del amo del valle del diablo: «La magnetita atrae al hierro hacia sí o es atraída por este». La primera mención es sobre la atracción de una aguja que aparece en un trabajo realizado entre los años 20 y 100 de nuestra era: «La magnetita atrae a la aguja».
El científico Shen Kua (1031-1095) escribió sobre la brújula de aguja magnética y mejoró la precisión en la navegación empleando el concepto astronómico del norte absoluto. Hacia el siglo XII los chinos ya habían desarrollado la técnica lo suficiente como para utilizar la brújula para mejorar la navegación. Alexander Neckam fue el primer europeo en conseguir desarrollar esta técnica en 1187.
Lo que es seguro, sin embargo, es que los antiguos habían descubierto la capacidad de algunos minerales (por ejemplo, la magnetita ) para atraer a las limaduras de hierro o de pequeños objetos ferrosos. Del mismo modo, Tito Lucrecio Caro (99 a. C. - 55 a. C.) en De rerum natura cuenta un curioso experimento electromagnético observado en Samotracia (VI, o 1042-1048):
"También sucede, a veces, que la naturaleza del hierro se aleja de esta piedra, solía huir de ella y seguirse. También he visto saltar anillos de hierro de Samotracia, y limaduras de hierro que resuenan en cuencas de bronce, debajo de las cuales se había colocado el imán: tanto el hierro parece impaciente por escapar de la piedra. Se crea mucha discordia para la interposición de bronce [...]. »
Esta capacidad de ejercer una fuerza a distancia le ha dado al magnetismo un significado particular desde el principio. Todavía en el siglo XXI, a veces todavía se escucha sobre fuerzas magnéticas, lo que sugiere un significado misterioso y arcano.
El estudio medieval más importante sobre el tema es sin duda la "epístola del imán" de Pietro Peregrino di Maricourt (desde 1296 ), que también introduce el concepto y la terminología de los dos polos (norte y sur) del imán , explica cómo determinar con precisión su posición, describe sus interacciones recíprocas, atractivas y repulsivas, y propone el experimento del imán roto.
En 1600 apareció el "De magnete" de William Gilbert , que durante mucho tiempo siguió siendo el texto de referencia sobre el tema del magnetismo.
Los primeros estudios cuantitativos sobre fenómenos magnetostaticos se remontan a finales del siglo XVIII , principios del siglo XIX por el francés Biot y Savart y, posteriormente, por Ampère siempre en Francia.
Polos magnéticos
De manera similar al caso electrostático, también se identifican dos fuentes de campo de naturaleza opuesta en el magnetismo que se definen convencionalmente como polos . Como dos cargas opuestas se atraen entre sí y dos cargas similares repelen lo mismo es para los polos magnéticos.
Usando la Tierra como un imán de referencia, hablaremos del polo norte y sur , en particular el polo norte geográfico corresponde aproximadamente al polo sur magnético y viceversa.
Una propiedad interesante de los imanes naturales es que siempre tienen un polo norte y un polo sur. Si divide un imán en dos partes, tratando de "separar" los dos polos, obtendrá dos imanes bastante similares (cada uno con un par de polos opuestos).
Dado que el proceso puede continuar conceptualmente indefinidamente, es concebible que el magnetismo natural se origine en las propiedades atómicas de la materia. De hecho, considerando cada electrón orbital como una espiral microscópica atravesada por la corriente y también teniendo en cuenta el momento del giro, se puede intuir que colectivamente estos pueden contribuir, en un medio material, a presentar un campo magnético observable macroscópicamente.
En realidad, es necesario tener en cuenta el hecho de que los movimientos de agitación térmica tienden, en general, a organizar aleatoriamente todos estos dipolos magnéticos microscópicos, de modo que normalmente el efecto magnético general es cero. Solo en ciertos minerales, los imanes naturales , los imanes pequeños , se organizan de acuerdo con direcciones comunes, formando a escala macroscópica las llamadas regiones o dominios de Weiss con dipolos todos orientados en la misma dirección.
Unidades
En el Sistema Internacional, la unidad de medida del campo de inducción magnética B es la tesla (símbolo T), mientras que para el campo magnético H se usa el amperio / metro (A / m). El uso del sistema cgs también se invalida, en el que la intensidad del campo magnético se mide en oersted y el campo de densidad de flujo magnético se mide en gauss .
Los monopolos magnéticos libres , hasta la fecha, nunca se han observado experimentalmente, aunque teóricamente esperada en los años 30 por Dirac y Majorana . Esto le da una propiedad particular a las líneas de fuerza del campo magnético: siempre están cerradas y el flujo del campo a través de cualquier superficie cerrada es cero. Se puede demostrar que se deduce que el campo magnético tiene el mismo flujo a través de todas las superficies que se apoyan en la misma curva cerrada. Un campo vectorial con esta propiedad interesante también se llama solenoide .
Sin embargo, en septiembre de 2009, se aisló en una estructura molecular cristalina, un cuasi-monopolo magnético.
Magnetismo Terrestre
Particularmente relevante es la existencia de un magnetismo terrestre . De hecho, nuestro planeta tiene un magnetismo débil (aproximadamente 0.5 gauss ) con una distribución del campo aproximadamente equivalente a la generada por un dipolo magnético dispuesto a lo largo de la dirección del Polo Norte - Polo Sur que varía lentamente con el tiempo. El Polo Norte magnético se ha movido unos 1,000 km del geográfico y actualmente se encuentra en territorio canadiense . La definición de los polos norte y sur está vinculada a la propiedad de una aguja magnética que puede girar sin fricción alrededor de su centro de gravedad para posicionarse a lo largo de las líneas del campo de fuerza mencionado anteriormente. Por lo tanto, al definir el polo magnético tipo "norte" como el de la aguja de la brújula que gira hacia el norte, se deduce que el polo norte terrestre es en realidad un polo sur magnético y viceversa.
Un electroimán es un imán hecho de alambre eléctrico bobinado en torno a un material magnético como el hierro. Este tipo de imán es útil en los casos en que un imán debe estar encendido o apagado, por ejemplo, las grandes y pesadas grúas para levantar chatarra de automóviles.
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Por extensión semántica , el magnetismo es también la rama de la física en relación con el fenómeno mencionado. En particular, para los fenómenos estacionarios, que no son variables a lo largo del tiempo, hablamos más específicamente de la magnetostática (que tiene algunas analogías formales con la electrostática cuando las densidades de la corriente eléctrica se reemplazan por distribuciones de carga eléctrica ).
Por otro lado, para los fenómenos dependientes del tiempo, los campos eléctrico y magnético se influyen entre sí y es necesario recurrir a una descripción unificada de los dos campos obtenida en 1864 por el científico británico James Clerk Maxwell dentro de la teoría del electromagnetismo clásico o la electrodinámica clásica .
Es un fenómeno natural. Hay algunos materiales conocidos que tienen propiedades magnéticas detectables fácilmente como el níquel, hierro, cobalto y sus aleaciones que comúnmente se llaman imanes. Sin embargo, todos los materiales son influidos, de mayor o menor forma, por la presencia de un campo magnético.
El magnetismo se da particularmente en los cables de electromatización.
El magnetismo también tiene otras manifestaciones en física, particularmente como uno de los dos componentes de la radiación electromagnética, como por ejemplo, la luz.
La existencia de un magnetismo natural ya era conocida por los antiguos griegos ( siglo V - VI aC ), pero probablemente todavía se había descubierto anteriormente en la antigua China , donde, según se dice, se utilizó un artilugio prototipo rudimentario de brújula magnética.
Parece que Arquímedes (287-212 aC) intentó magnetizar las espadas del ejército Siracusa con el fin de desarmar a los enemigos más fácilmente.
Cristian Cardone atribuye la etimología del término "imán" a un pastor cretense llamado "Magnes", que descubrió accidentalmente las propiedades de la magnetita al colocar su palo con punta de hierro sobre él.
El primer filósofo que estudió el fenómeno del magnetismo fue Tales de Mileto, filósofo griego que vivió entre 625 a. C. y 545 a. C. En China, la primera referencia a este fenómeno se encuentra en un manuscrito del siglo IV a. C. titulado Libro del amo del valle del diablo: «La magnetita atrae al hierro hacia sí o es atraída por este». La primera mención es sobre la atracción de una aguja que aparece en un trabajo realizado entre los años 20 y 100 de nuestra era: «La magnetita atrae a la aguja».
El científico Shen Kua (1031-1095) escribió sobre la brújula de aguja magnética y mejoró la precisión en la navegación empleando el concepto astronómico del norte absoluto. Hacia el siglo XII los chinos ya habían desarrollado la técnica lo suficiente como para utilizar la brújula para mejorar la navegación. Alexander Neckam fue el primer europeo en conseguir desarrollar esta técnica en 1187.
Lo que es seguro, sin embargo, es que los antiguos habían descubierto la capacidad de algunos minerales (por ejemplo, la magnetita ) para atraer a las limaduras de hierro o de pequeños objetos ferrosos. Del mismo modo, Tito Lucrecio Caro (99 a. C. - 55 a. C.) en De rerum natura cuenta un curioso experimento electromagnético observado en Samotracia (VI, o 1042-1048):
"También sucede, a veces, que la naturaleza del hierro se aleja de esta piedra, solía huir de ella y seguirse. También he visto saltar anillos de hierro de Samotracia, y limaduras de hierro que resuenan en cuencas de bronce, debajo de las cuales se había colocado el imán: tanto el hierro parece impaciente por escapar de la piedra. Se crea mucha discordia para la interposición de bronce [...]. »
Esta capacidad de ejercer una fuerza a distancia le ha dado al magnetismo un significado particular desde el principio. Todavía en el siglo XXI, a veces todavía se escucha sobre fuerzas magnéticas, lo que sugiere un significado misterioso y arcano.
El estudio medieval más importante sobre el tema es sin duda la "epístola del imán" de Pietro Peregrino di Maricourt (desde 1296 ), que también introduce el concepto y la terminología de los dos polos (norte y sur) del imán , explica cómo determinar con precisión su posición, describe sus interacciones recíprocas, atractivas y repulsivas, y propone el experimento del imán roto.
En 1600 apareció el "De magnete" de William Gilbert , que durante mucho tiempo siguió siendo el texto de referencia sobre el tema del magnetismo.
Los primeros estudios cuantitativos sobre fenómenos magnetostaticos se remontan a finales del siglo XVIII , principios del siglo XIX por el francés Biot y Savart y, posteriormente, por Ampère siempre en Francia.
Polos magnéticos
De manera similar al caso electrostático, también se identifican dos fuentes de campo de naturaleza opuesta en el magnetismo que se definen convencionalmente como polos . Como dos cargas opuestas se atraen entre sí y dos cargas similares repelen lo mismo es para los polos magnéticos.
Usando la Tierra como un imán de referencia, hablaremos del polo norte y sur , en particular el polo norte geográfico corresponde aproximadamente al polo sur magnético y viceversa.
Una propiedad interesante de los imanes naturales es que siempre tienen un polo norte y un polo sur. Si divide un imán en dos partes, tratando de "separar" los dos polos, obtendrá dos imanes bastante similares (cada uno con un par de polos opuestos).
Dado que el proceso puede continuar conceptualmente indefinidamente, es concebible que el magnetismo natural se origine en las propiedades atómicas de la materia. De hecho, considerando cada electrón orbital como una espiral microscópica atravesada por la corriente y también teniendo en cuenta el momento del giro, se puede intuir que colectivamente estos pueden contribuir, en un medio material, a presentar un campo magnético observable macroscópicamente.
En realidad, es necesario tener en cuenta el hecho de que los movimientos de agitación térmica tienden, en general, a organizar aleatoriamente todos estos dipolos magnéticos microscópicos, de modo que normalmente el efecto magnético general es cero. Solo en ciertos minerales, los imanes naturales , los imanes pequeños , se organizan de acuerdo con direcciones comunes, formando a escala macroscópica las llamadas regiones o dominios de Weiss con dipolos todos orientados en la misma dirección.
Unidades
En el Sistema Internacional, la unidad de medida del campo de inducción magnética B es la tesla (símbolo T), mientras que para el campo magnético H se usa el amperio / metro (A / m). El uso del sistema cgs también se invalida, en el que la intensidad del campo magnético se mide en oersted y el campo de densidad de flujo magnético se mide en gauss .
Los monopolos magnéticos libres , hasta la fecha, nunca se han observado experimentalmente, aunque teóricamente esperada en los años 30 por Dirac y Majorana . Esto le da una propiedad particular a las líneas de fuerza del campo magnético: siempre están cerradas y el flujo del campo a través de cualquier superficie cerrada es cero. Se puede demostrar que se deduce que el campo magnético tiene el mismo flujo a través de todas las superficies que se apoyan en la misma curva cerrada. Un campo vectorial con esta propiedad interesante también se llama solenoide .
Sin embargo, en septiembre de 2009, se aisló en una estructura molecular cristalina, un cuasi-monopolo magnético.
Magnetismo Terrestre
Particularmente relevante es la existencia de un magnetismo terrestre . De hecho, nuestro planeta tiene un magnetismo débil (aproximadamente 0.5 gauss ) con una distribución del campo aproximadamente equivalente a la generada por un dipolo magnético dispuesto a lo largo de la dirección del Polo Norte - Polo Sur que varía lentamente con el tiempo. El Polo Norte magnético se ha movido unos 1,000 km del geográfico y actualmente se encuentra en territorio canadiense . La definición de los polos norte y sur está vinculada a la propiedad de una aguja magnética que puede girar sin fricción alrededor de su centro de gravedad para posicionarse a lo largo de las líneas del campo de fuerza mencionado anteriormente. Por lo tanto, al definir el polo magnético tipo "norte" como el de la aguja de la brújula que gira hacia el norte, se deduce que el polo norte terrestre es en realidad un polo sur magnético y viceversa.
Un electroimán es un imán hecho de alambre eléctrico bobinado en torno a un material magnético como el hierro. Este tipo de imán es útil en los casos en que un imán debe estar encendido o apagado, por ejemplo, las grandes y pesadas grúas para levantar chatarra de automóviles.
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Bibliografia:
www.wikipedia.org
Enciclopedia Microsoft® Encarta® 2003.
Nueva Enciclopedia Tematica Grolier 2012
https://www.ecured.cu
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