Magnetismo
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El documento describe las leyes fundamentales del magnetismo, incluyendo la ley de Lorentz sobre la fuerza magnética que actúa sobre cargas en movimiento, la ley de Gauss sobre la inexistencia de cargas magnéticas monopolo, y la ley de los polos magnéticos. También resume brevemente el descubrimiento del magnetismo a través de la historia, desde los griegos hasta experimentos más recientes sobre la naturaleza del campo magnético terrestre y el desarrollo de la brújula.
Magnetismo
- 1. Por : Lina Mayerly Flórez R
- 2. El magnetismo se define como el fenómeno físico por medio del cual ciertos materiales tienen la capacidad de atraer o repeler a otros materiales, basándose su origen en el movimiento de partículas cargadas el magnetismo forma parte de la fuerza electromagnética siendo una de las fuerzas fundamentales de la naturaleza.
- 3. Ley de Lorentz Vamos a estudiar la acción de un campo magnético sobre una carga móvil. Imaginemos una región espacial donde existe un campo magnético. Si se abandona una carga en reposo, no se observa interacción alguna debido al campo. Si la partícula incide con el campo a una cierta velocidad, aparece una fuerza. Experimentalmente se llegó a las siguientes conclusiones: * La fuerza es proporcional a la carga y a la velocidad con la que la partícula entra en el campo magnético. * Si la carga incide en la dirección del campo, no actúa ninguna fuerza sobre ella. * Si la carga incide en la dirección al campo, la fuerza adquiere su máximo valor y es a la velocidad y al campo. * Si la carga incide en dirección oblicua al campo, aparece una fuerza a este y a la velocidad cuyo valor es proporcional al seno del ángulo de incidencia. * Cargas de distinto signo experimentan fuerzas de sentidos opuestos.
- 4. Ley de Gauss Esta ley expresa la inexistencia de cargas magnéticas o, como se conocen habitualmente, mono polos magnéticos. Las distribuciones de fuentes magnéticas son siempre neutras en el sentido de que posee un polo norte y un polo sur, por lo que su flujo a través de cualquier superficie cerrada es nulo. En el hipotético caso de que se descubriera experimentalmente la existencia de mono polos, esta ley debería ser modificada para acomodar las correspondientes densidades de carga, resultando una ley en todo análoga a la ley de Gauss para el campo eléctrico.
- 5. Ley de los Polos de un imán: Una de las primeras cosas que se advierten al examinar una barra común de un imán es que tiene dos polos, o "centros" de fuerza, es donde se concentra en mayor cantidad la propiedad magnética del imán, cada uno cerca de un extremo más que distinguirse como positivo y negativo, estos polos se llaman norte (N) y sur(S).
- 6. Ley de inseparabilidad de los polos Magnéticos Si a un imán lo quebramos en dos piezas; se obtiene 2 piezas de imán cada uno con sus dos polos magnéticos. Hasta donde se sabe, los polos magnéticos siempre vienen en pares. Los científicos han tratado de "romper" los imanes, aun a nivel microscópico en "mono polos" separados (imanes de un solo polo), pero ninguno ha tenido éxito.- Coulomb explicó la "inseparabilidad de los polos magnéticos" admitiendo que el magnetismo de los cuerpos se encuentra en las moléculas del imán.
- 7. En el año 1600, el físico inglés de la corte de Isabel I, William Gilbert, publicó la obra titulada De magnete, considerada como el primer tratado de magnetismo. Gilbert talló un imán en forma de bola y estudió la distribución del campo magnético en su superficie. Encontró que la inclinación del campo en este imán esférico coincidía con lo que se sabía acerca de la distribución del campo terrestre. De este experimento concluyó que la Tierra era un gigantesco imán esférico. Posteriormente, los estudiosos del geomagnetismo observaron que, tomando en cuenta la declinación, la mejor representación del campo terrestre sería un imán esférico cuyo eje de rotación estuviera desviado unos 110 del eje geográfico de la Tierra.
- 8. El magnetismo y la electricidad implican la atracción y la repulsión entre partículas cargadas y las fuerzas ejercidas por estas cargas. La interacción entre el magnetismo y la electricidad se llama electromagnetismo. El movimiento de un imán puede generar electricidad. El flujo de electricidad puede generar un campo magnético.
- 9. Los fenómenos magnéticos fueron conocidos por los antiguos griegos. Se dice que por primera vez se observaron en la ciudad de Magnesia del Meandro en Asia Menor, de ahí el término magnetismo. Sabían que ciertas piedras atraían el hierro, y que los trocitos de hierro atraídos atraían a su vez a otros. Estas se denominaron imanes naturales. El primer filósofo que estudió el fenómeno del magnetismo fue Tales de Mileto, filósofo griego que vivió entre 625 a. C. y 545 a. C.En China, la primera referencia a este fenómeno se encuentra en un manuscrito del siglo IV a. C. titulado Libro del amo del valle del diablo: «La magnetita atrae al hierro hacia sí o es atraída por éste». La primera mención sobre la atracción de una aguja aparece en un trabajo realizado entre los años 20 y 100 de nuestra era: «La magnetita atrae a la aguja».
- 10. El científico Shen Kua (1031-1095) escribió sobre la brújula de aguja magnética y mejoró la precisión en la navegación empleando el concepto astronómico del norte absoluto Alexander Neckham fue el primer europeo en conseguir desarrollar esta técnica en 1187. Peter Peregrinus de Maricourt, fue un estudioso francés del siglo XIII que realizó experimentos sobre magnetismo y escribió el primer tratado existente para las propiedades de imanes