SCUOLA BLU: Progetti con le scuole. Laboratorio di magnetismo ed elettricità per le terze medie. N° 5

lunedì 13 febbraio 2012

Progetti con le scuole. Laboratorio di magnetismo ed elettricità per le terze medie. N° 5

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Fotografia 1: Comportamento del ferrofluido a contatto con il campo magnetico di una serie di magneti cubici al nichel/rame/nichel. Il ferrofluido prende forma attorno alle linee di forza del campo magnetico della calamita (polo nord o polo sud).

Fotografia 2: Comportamento del ferrofluido a contatto con il campo magnetico di una serie di magneti cubici al nichel/rame/nichel.

Nel preparare il post sul campo magnetico terrestre mi sono reso conto che prima è meglio addentrarsi un poco nel mondo delle calamite/magneti e delle magnetiti.

Cos’è esattamente un magnete o calamita? Che cos’è una magnetite? Abbiamo visto in precedenza che in natura esistono delle rocce (aggregato di minerali e/o frammenti di altre rocce) dette magnetiti, formate da alcuni minerali detti anch’essi magnetiti. Dopo aver studiato le proprietà di queste rocce e minerali (conosciute dai greci sin dal 600 a.C.) si è riusciti a riprodurre in laboratorio un oggetto simile, che chiamiamo indifferentemente calamita o magnete.

Che proprietà ha una magnete/calamita o lo stesso minerale della magnetite? Le proprietà sono tante:

1. è costituito da due poli che chiamiamo polo Nord e polo Sud;

Fotografia 3: Vista dei due poli magnetici della calamita (serie di cubi al Ni/Cu/Ni)

2. i poli sono indivisibili; se spezzo una calamita in due avrò due pezzetti di calamite con ognuno il suo polo Nord e il suo polo Sud;

Fotografia 4: Vista dei quattro poli magnetici della calamita divisa in due parti (serie di cubi al Ni/Cu/Ni)

3. se avvicino due calamite osservo che i poli dello stesso segno si respingono mentre quelli di segno opposto si attraggono; in pratica, poli N-S si attraggono; poli N-N e poli S-S si respingono;

4. i magneti attraggono materiali ferrosi;

5. i magneti possono magnetizzare oggetti ferrosi per un breve periodo o anche in modo permanete;

Fotografia 5: Magnete toroidale rivestito in legno (levitron). Il chiodo si allinea alle linee di forza del magnete.

Fotogrfaia 6: Il chiodo si allinea alle linee di forza del magnete.

6. i magneti hanno un campo magnetico, un volume all’interno del quale agisce una forza magnetica in grado di manifestare le proprietà sopra elencate;

7. il campo magnetico è rappresentabile da linee chiuse che, per convenzione, escono dal polo Nord ed entrano nel polo Sud;

Fotografia 7: Matrice di chiodi. Un oggetto ornamentale e futile come questo può essere utile a visualizzare il campo magnetico di una calamita.

Fotografia 8: Nella prima fase, si appoggia la matrice dei chiodi al centro del magnete toroidale in modo da ottenere il calco del foro centrale.

Fotografia 9: Poi si stacca la matrice dal magnete e quello che resta nella matrice è un cerchio di chiodi indicanti le linee di forza uscenti dal magnete.

8. il campo magnetico interagisce con il rame, se quest’ultimo è opportunamente lavorato e disposto in spire (oggetto di un altro post);

Fotografia 10: Rame allo stato naturale, nativo.

9. …

Curiosità varie.
1) Se guardate questo video (dal minuto 5:40 in poi), ad un certo punto spunta un foro (foto sotto) che ricorda il comportamento del metallo liquido di un personaggio del cinema.