Linee di forza del campo magnetico
Cosa sono le linee di forza del campo magnetico?
Le linee di forza del campo magnetico sono delle linee immaginarie che servono a rappresentare il campo magnetico nello spazio. Essendo un campo vettoriale infatti è possibile visualizzare in ogni punto dello spazio quale sarà direzione e verso del vettore campo magnetico oltre che stabilirne l'intensità.
È possibile visualizzare tali linee spargendo della limatura di ferro in una regione di spazio sede di un campo magnetico: si osserverà che i pezzettini di ferro si disporranno lungo le linee di forza del campo.
Proprietà delle linee di forza
Le proprietà delle linee di campo magnetico sono le seguenti:
- Sono sempre linee chiuse si originano nel polo nord di un magnete e si chiudono nel polo sud dello stesso. Non è possibile avere un monopolo magnetico cioè avere un polo nord separato dal polo sud infatti il flusso del campo magnetico attraverso una qualsiasi superficie chiusa è pari a zero.
- Sono tangenti in ogni punto al vettore campo magnetico e orientate secondo il suo verso: questo vuol dire che l'ago di una bussola, cioè l'ago magnetico di prova che serve a rilevare un campo magnetico, si orienta sulla linea di forza stessa:
- Non si possono mai intersecare in quanto identificano univocamente in ogni punto della spazio direzione e verso del campo magnetico: se si intersecassero ci sarebbero contemporaneamente due direzioni e versi del campo magnetico.
- La loro densità è proporzionale all'intensità del campo, lì dove ci sono più linee a parità di spazio allora il campo è più intenso. In un magnete a barra ad esempio vi è una più alta densità di linee in prossimità dei poli dove il campo magnetico è più intenso mentre le linee sono più diradate allontanandosi da essi.
Campo magnetico uniforme
Un campo magnetico si dice uniforme quando il suo modulo non dipende dalla posizione in cui lo si calcola ma assume lo stesso valore in tutto lo spazio preso in considerazione. Si hanno campi magnetici uniformi ad esempio tra le espansioni polari di un magnete a forma di ferro di cavallo o nel caso dell'interno di un solenoide.
Nel caso di campo magnetico uniforme le linee di campo sono rappresentate come linee parallele.
Ovviamente nel caso di un magnete a barra si tratta sempre di linee di campo magnetico chiuse in quanto le linee seguono l'andamento del magnete stesso al suo interno e comunque si chiudono su se stesse.
Le linee di forza del campo magnetico terrestre
Il nostro pianeta, la Terra, è un enorme magnete dotato di polo nord e polo sud. Questo fatto è dimostrato dall'evidenza per cui un ago magnetico di una bussola ad esempio si orienta nella direzione sud - nord risentendo proprio il campo magnetico terrestre.
L'ago di una bussola segna sempre quello che noi conosciamo come il nord geografico del pianeta orientandosi dunque su una linea di forza del campo magnetico terrestre. Ma sappiamo anche che per tutti i magneti le linee di forza del campo magnetico si originano nel polo nord per chiudersi nel polo sud.
Dunque concludiamo che il polo nord del magnete terra si trova nella parte dell'emisfero dove si trova il polo sud geografico mentre il polo sud del magnete si trova in realtà nell'emisfero contenente il polo nord geografico.
Andamento del campo magnetico terrestre.
La forma della nostra magnetosfera spiega l'insorgenza delle aurore boreali in quelle parti dello spazio dove le linee si stanno richiudendo verso i poli e dunque può avvenire interazione tra le particelle cariche emesse dal sole e presenti nel vento solari con gli alti strati della nostra atmosfera.
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