Fin dai primi studi sul magnetismo, diversi fisici tentarono di scoprire quali fossero le relazioni tra questo e altre semplici sostanze (acqua, metalli ecc...), quindi, come queste reagissero in presenza di un campo magnetico.
Prendendo a modello la struttura dell'atomo, si è paragonato il moto degli elettroni intorno al nucleo a quello di cariche in moto in una spira generanti
un campo magnetico che chiameremo B totale (Btot della sostanza). Gli
elettroni,ruotando intorno ai propri assi, generano campi magnetici B (spin)

che, sommati, ne danno uno totale diverso o pari a zero. Nel primo caso, avremo
a che fare con una sostanza magnetizzata .
Immaginiamo quindi di avere un campo magnetico B, generato da un solenoide attraversato da una corrente I, e immergiamovi un campione di una sostanza qualsiasi. Possiamo distinguere tre casi:
    1) La sostanza immersa si magnetizza e viene respinta debolmente : in questo caso ci ritroviamo dinanzi ad una sostanza diamagnetica (es. rame, acqua, argento).
    Indichiamo quindi con
    Bo il campo magnetico del solenoide
    Bm quello della sostanza
    tenendo conto che Btot = Bo+Bm
    Sperimentalmente si osserva che:
      a) Bm è presente solo se è presente Bo;
      b) Bm e Bo hanno verso opposto;
      c) Bm è proporzionale a Bo ed ha un'entità molto piccola.
    2) Invece, le sostanze che, magnetizzandosi, vengono attratte debolmente , sono dette paramagnetiche (es. alluminio, ossigeno).
    Si osserva che:
      a) Bm è presente solo se abbiamo Bo;
      b) Bm e Bo hanno lo stesso verso;
      c) Bm è proporzionale a Bo ed ha un'entità molto piccola.
Volendo calcolare in ambo i casi il campo magnetico totale, utilizziamo la formula:


[math]Btot=µrBo[/math]

dove µr è la permeabilità magnetica relativa , è adimensionale e varia in base alla sostanza. Infatti nelle sostanze diamagnetiche ha un valore che si approssima a 1 per difetto, nelle paramagnetiche è approssimabile ad 1 per eccesso.
    3) Infine abbiamo le sostanze ferromagnetiche su cui agirà una forza attrattiva abbastanza intensa . Alcuni esempi di sostanze ferromagnetiche sono la magnetite, il nichel, il ferro ecc.
    Sperimentalmente si osserva che:
      a) Bm non è proporzionale a Bo
      b) µr ha un valore alto, ma non costante.

    Se le sostanze ferromagnetiche vengono riscaldate in modo da raggiungere la temperatura critica (o di Curie, dal nome del suo scopritore), queste si comportano al pari delle sostanze diamagnetiche.
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