I POLI MAGNETICI

La proprietà di alcuni materiali, come la magnetite, di attirare a sè la limatura di ferro, era nota già dal VII secolo a.C. e fu denominata "magnetismo". I nomi "magnetite" e "magnetismo" derivano da quello della città di Magnesia, in Asia Minore, dove veniva estratto il materiale.

Nel XVI secolo W.Gilbert compì una serie di esperimenti con la magnetite al fine di osservare in dettaglio le proprietà del magnetismo e comprenderne l'origine. A questo scopo preparò dei piccoli cilindri di magnetite, detti "magneti", ed osservò che la proprietà di attirare la limatura di ferro si concentrava solo alle estremità del cilindro, che chiamò poli magnetici.

Le principali proprietà del magnetismo osservate sono le seguenti:

  1. Il magnete ha sempre le due estremità magnetizzate.
  2. Avvicinando due poli, questi si possono respingere o attirare (forza magnetica, simile a quella delle cariche elettriche). Ai poli viene dato il nome di Nord e Sud (in analogia con i poli magnetici terrestri).
  3. Ogni magnete possiede un polo Nord ed un polo Sud; anche dividendolo a metà, le due parti rimangono dei magneti e conservano la proprietà di avere i due poli distinti alle estremità.
  4. Avvicinando al polo di un magnete una bacchetta di ferro, questa acquista la proprietà di attirare la limatura di ferro.

Esistono delle profonde similitudini tra la forza magnetica e quella elettrica, in particolare, la presenza dei poli magnetici fa supporre la presenza di cariche magnetiche responsabili dell'attrazione e della repulsione tra i poli.

Questa descrizione non risulta però soddisfacente in quanto, mentre ogni carica elettrica è portata da una particella e quindi può essere isolata dalle altre, nel caso dei poli magnetici, invece, ogni magnete, per quanto piccolo, possiede sempre due poli distinti ed opposti. Non è quindi possibile parlare di carica magnetica nello stesso senso utilizzato per quelle elettriche. Per questo si chiamano poli le parti in cui si manifesta la proprietà della magnetizzazione.

In ogni caso la forza esercitata tra due poli magnetici ha una forma molto simile a quella esercitata tra le cariche elettriche. Può essere infatti scritta come:

dove g è una costante, m1 ed m2 sono le "masse magnetiche dei poli", r è la distanza tra i poli ed è la direzione della forza.
Come si vede questa forza è tanto più intensa quanto più i poli sono vicini.

Oggi sappiamo che il magnetismo della ferrite è un fenomeno di origine atomica, spiegabile dalle teorie della meccanica quantistica, e la cui descrizione è molto più complessa di quella svolta per la carica elettrica. In quest'ottica è possibile spiegare anche la quarta proprietà osservata, quella del ferro che diventa, temporaneamente, un magnete nel caso venga inserito vicino ad un polo magnetico.