Magnetismo

Il Magnetismo è una branca della Fisica che studia i fenomeni magnetici al livello più elementare, con riferimento alle proprietà magnetiche intrinseche della materia e alle interazioni magnetiche relative alle cariche elettriche in moto. Non va confuso con l'Elettromagnetismo, che estende l'analisi abbracciando sia i fenomeni elettrici che quelli magnetici.

Il Magnetismo si colloca a metà strada tra Elettrostatica ed Elettrodinamica (che studia l'elettricità in sé e per sé senza prendere in considerazione i fenomeni magnetici) e l'Elettromagnetismo (che è il punto di arrivo dell'intera teoria).

A differenza dell'elettricità, tutto quel che riguarda le cause e gli effetti magnetici non può essere completamente svincolato dalla mutua interazione tra i due contesti. È per questo motivo che, storicamente, l'evoluzione della Fisica ha seguito dapprima una tappa elettrica, poi una tappa magnetica e infine è giunta alla sintesi data dall'Elettromagnetismo.

Allo stesso modo siamo partiti con una corposa serie di lezioni di Elettrostatica ed Elettrodinamica e ci occuperemo, in questo corso, di analizzare i fenomeni magnetici nel modo più semplice ed elementare possibile; ciononostante, come vedremo, non potremo fare a meno di coinvolgere alcune nozioni relative all'elettricità.

Una breve panoramica del corso, dopodiché iniziamo. ;) Nel gruppo di lezioni [1-4] partiamo dalle basi. Ci occupiamo di magneti e calamite, e delle nozioni di campo magnetico e di campo di induzione magnetica, fino a formulare il teorema di Gauss.

Nel blocco [5-14] entriamo nel vivo della teoria. Capiremo infatti che le correnti elettriche sono in grado di creare un campo magnetico, e analizzeremo le principali configurazioni che generano campi magnetici quando sono percorse da corrente (filo rettilineo, spira circolare, solenoide). Viceversa, scopriremo che i campi magnetici esterni sono in grado di esercitare una forza su configurazioni percorse da corrente, e più precisamente che esercitano una forza su qualsiasi carica elettrica in moto al loro interno (forza di Lorentz).

A seguire [15-17] presentiamo alcuni dispositivi che sfruttano le precedenti nozioni (selettore di velocità, spettrometro di massa e ciclotrone) e in [18-19] enunciamo un'importante legge che mette in relazione la circuitazione del campo magnetico con le correnti elettriche: il teorema di Ampère.

In [20-24] passiamo allo studio delle proprietà magnetiche della materia, alla classificazione dei materiali in base al loro comportamento e alle relative applicazioni.

Da ultimo [25-27] introduciamo una nuova grandezza, il momento magnetico, e ci occupiamo di una delle principali applicazioni del momento torcente esercitato da un campo magnetico su una spira percorsa da corrente: il motore elettrico.

Un'ultima osservazione prima di cominciare: le lezioni si rivolgono agli studenti dal quinto anno delle superiori e a salire, ma in certi casi dovremo inevitabilmente fare riferimento a nozioni e teoremi di Analisi Matematica 2, che è oggetto di studio nei corsi universitari (in genere al secondo anno). Quando capiterà, non mancheremo di sottolinearlo e di suddividere la spiegazione in modo che parte di essa sia accessibile anche a chi non dispone degli strumenti matematici necessari.

PS: la sezione di esercizi sul Magnetismo è in costruzione. Non sappiamo ancora quando sarà disponibile, perché nel frattempo vogliamo dedicarci al completamento della teoria della Fisica di base. Sappiate comunque che qui su YM sono presenti tantissimi esercizi risolti e spiegati nel dettaglio per cui, in caso di necessità, vi raccomandiamo di usare la barra di ricerca interna. ;)