alle nostre domande difficili risponde la prof. Annarita Il magnetismo alle nostre domande difficili risponde la prof. Annarita http://scientificando.splinder.com/ 1

Questo articolo è dedicato agli alunni della terza A primaria del blog Splash ragazzi. I piccoli hanno realizzato tempo fa un esperimento grazie al quale hanno costruito una bussola insieme alla maestra Renata. Ne è scaturito uno scambio, in seguito al quale i ragazzi di Splash mi hanno scritto una lettera in cui mi hanno chiesto di rispondere ad alcune «domande difficili». 2

che cos’è il magnetismo, Prima di rispondere alle domande, cari bambini, proverò a spiegare che cos’è il magnetismo, in maniera adatta a ragazzi giovani come voi. Ebbene il magnetismo è la proprietà che alcuni corpi possiedono di attirare oggetti di natura ferrosa. I corpi con questa proprietà sono detti calamite o magneti. 3

La magnetite, un minerale di ferro, è un esempio di magnete naturale. http://it.wikipedia.org/wiki/Magnetite La magnetite è il minerale ferroso con il più alto tenore di ferro (72,5%) utilizzabile industrialmente. È inoltre il minerale con le più intense proprietà magnetiche esistente in natura. (da Wikipedia) 4

Una calamita attrae corpi ferrosi in corrispondenza delle sue estremità, che sono chiamate poli magnetici. Questi due poli non sono uguali e si distinguono in polo nord (N) e polo sud (S). http://it.wikipedia.org/wiki/Magnete 5

Prendendo due calamite è facile accorgersi che poli dello stesso tipo (N-N e S-S) si respingono e poli di tipo opposto (N-S e S-N) si attraggono. Precisati sinteticamente questi elementi, provo a rispondere alle domande. 6

1. Quali sono le caratteristiche dei magneti naturali? 2. Perché alcuni materiali si possono magnetizzare e altri no? 3. Come mai la Terra si comporta come un magnete pur non essendo di ferro o di acciaio? 4. Perché l'ago magnetizzato della bussola si orienta approssimativamente verso il Polo Nord terrestre? 7 Indice delle domande

1. Quali sono le caratteristiche dei magneti naturali? 8

La caratteristica fondamentale dei magneti naturali è la seguente: 1. Quali sono le caratteristiche dei magneti naturali? La caratteristica fondamentale dei magneti naturali è la seguente: I POLI MAGNETICI NON SI POSSONO MAI SEPARARE. Se infatti prendiamo una calamita e la rompiamo in due pezzi e questi li spezziamo ancora, osserviamo che ogni frammento ha sempre un polo nord e un polo sud. I magneti posseggono entrambi i poli. 9

1. Quali sono le caratteristiche dei magneti naturali? Tale proprietà può essere spiegata ammettendo che le sostanze magnetiche siano costituite da un numero enorme di piccolissimi magneti, i «magnetini» elementari, tutti allineati nello stesso verso (al polo N di uno è affacciato il polo S del successivo). 10

1. Quali sono le caratteristiche dei magneti naturali? Questi magnetini si annullano tutti a vicenda, tranne quelli agli estremi, che determinano i due poli del magnete. Nel caso di un metallo, i magnetini non sono altro che le singole particelle elementari (atomi) che lo compongono. In assenza di campo magnetico, i «magnetini» sono diretti a caso e non vi è effetto magnetico. 11 Indice delle domande

2. Perché alcuni materiali si possono magnetizzare e altri no? 12

queste sostanze sono dette magneti artificiali. 2. Perché alcuni materiali si possono magnetizzare e altri no? Esistono sostanze come il ferro, il nichel, il cobalto e le loro leghe, che acquistano proprietà magnetiche grazie a particolari trattamenti di magnetizzazione: queste sostanze sono dette magneti artificiali. 13 Indice delle domande

2. Perché alcuni materiali si possono magnetizzare e altri no? http://it.wikipedia.org/wiki/Ferro http://it.wikipedia.org/wiki/Nichel http://it.wikipedia.org/wiki/Cobalto 14

2. Perché alcuni materiali si possono magnetizzare e altri no? La magnetizzazione si può ottenere in tre modi: a. per strofinio b. per contatto c. per induzione 15

2. Perché alcuni materiali si possono magnetizzare e altri no? a. Per strofinio: si produce strofinando, sempre nello stesso senso, il materiale da magnetizzare sullo stesso polo di una calamita. 16

2. Perché alcuni materiali si possono magnetizzare e altri no? b. Per contatto: si produce mettendo il materiale da magnetizzare a contatto con la calamita. 17

2. Perché alcuni materiali si possono magnetizzare e altri no? c. Per induzione: si ottiene avvicinando il materiale da magnetizzare a una calamita. 18

2. Perché alcuni materiali si possono magnetizzare e altri no? IMPORTANTE: in generale, la magnetizzazione del ferro è temporanea, ovvero il ferro si smagnetizza dopo poco tempo, mentre quella dell’acciaio (ferro contenente piccole percentuali di carbonio) è permanente. 19

Proviamo a comprendere come si magnetizza l’acciaio. 2. Perché alcuni materiali si possono magnetizzare e altri no? Proviamo a comprendere come si magnetizza l’acciaio. Possiamo pensare che al suo interno siano presenti magnetini disposti in modo completamente disordinato, che invece si allineano quando vengono in contatto con un magnete. 20

2. Perché alcuni materiali si possono magnetizzare e altri no? L’allineamento dei magnetini elementari costituisce la magnetizzazione dell’acciaio. Poiché il fenomeno osservato per l’acciaio non si manifesta in tutte le sostanze, si comprende perché alcuni materiali si possono magnetizzare e altri no. 21 Indice delle domande

3. Come mai la Terra si comporta come un magnete pur non essendo di ferro o di acciaio? 22

3. Come mai la Terra si comporta come un magnete pur non essendo di ferro o di acciaio? Eh, no, miei cari bambini, la nostra cara vecchia Terra contiene invece tanto ferro nel suo nucleo! Il nucleo è la zona più interna del nostro pianeta, ha un raggio di circa 3.478 chilometri. Secondo le teorie più recenti, il nucleo è composto da ferro e nichel che sono minerali ferromagnetici, con presenza di potassio e zolfo. 23

3. Come mai la Terra si comporta come un magnete pur non essendo di ferro o di acciaio? Se ciò fosse esatto, il ferro sarebbe l'elemento più abbondante presente nel nostro pianeta. Sembra che la temperatura del nucleo si aggiri intorno ai 4.000 - 4.500 °C. Una temperatura elevatissima alla quale fondono molti metalli come appunto il ferro e il nichel. 24

Il nucleo, a sua volta, si divide in due regioni. 3. Come mai la Terra si comporta come un magnete pur non essendo di ferro o di acciaio? Il nucleo, a sua volta, si divide in due regioni. In quella più esterna, le rocce sono allo stato fuso per via delle elevatissime temperature. Il nucleo interno, invece, è solido: la materia è talmente compressa che i materiali contenuti non riescono a fondere! 25

3. Come mai la Terra si comporta come un magnete pur non essendo di ferro o di acciaio? 3.748 km 6.378 km http://it.wikipedia.org/wiki/Nucleo_terrestre 26

3. Come mai la Terra si comporta come un magnete pur non essendo di ferro o di acciaio? L'origine del campo magnetico terrestre è da ricercarsi nella parte esterna fluida del nucleo. La parte interna solida è ricca di ferro e nichel, che sono minerali come già detto ferromagnetici, ma si trova a una temperatura elevatissima alla quale anche il ferro e il nichel cessano di essere magnetici. 27

campo magnetico terrestre 3. Come mai la Terra si comporta come un magnete pur non essendo di ferro o di acciaio? Perciò si pensa che il campo magnetico terrestre sia generato da correnti elettriche che circolano nel nucleo liquido. 28 Indice delle domande

4. Perché l'ago magnetizzato della bussola si orienta approssimativamente verso il Polo Nord terrestre? 4. Perché l'ago magnetizzato della bussola si orienta approssimativamente verso il Polo Nord terrestre? 29

4. Come mai la Terra si comporta come un magnete pur non essendo di ferro o di acciaio? La Terra è in definitiva un gigantesco magnete naturale, con un suo polo Nord e polo Sud vicini ai poli geografici, anche se non coincidenti con essi. È questo il motivo per cui l’ago magnetizzato della bussola si orienta sempre in direzione nord-sud. 30

4. Come mai la Terra si comporta come un magnete pur non essendo di ferro o di acciaio? Oltre ai due poli geografici (Nord e Sud), la Terra possiede anche due poli magnetici. 31

4. Come mai la Terra si comporta come un magnete pur non essendo di ferro o di acciaio? Proprio come in un piccolo magnete di ferro, le linee di forza del campo magnetico terrestre escono dal polo nord magnetico e rientrano nel polo sud. 32

4. Come mai la Terra si comporta come un magnete pur non essendo di ferro o di acciaio? La bussola orienta il suo ago magnetizzato nella direzione delle linee di forza. http://splashscuola1.altervista.org/esperienze/3-bussola01.shtml 33

4. Come mai la Terra si comporta come un magnete pur non essendo di ferro o di acciaio? La posizione del polo geografico non coincide però con quella del polo nord magnetico: la distanza che separa i poli magnetici da quelli geografici è infatti di circa 1500 km. 34 Indice delle domande

Ci sarebbero altre questioni da precisare, ma alla vostra età è sufficiente quanto illustrato. Approfondirete, nel corso degli studi successivi. Mi auguro di essere stata sufficientemente chiara…, se in futuro avrete domande difficili su altri argomenti, sarò ben lieta di rispondere. prof. Annarita 35

Alcune immagini sono tratte da Wikipedia. Queste diapositive sono state prodotte, servendosi del lavoro pubblicato sul blog http://scientificando.splinder.com/ dalla prof. Annarita, che ringraziamo di cuore per la disponibilità e la competenza. Alcune immagini sono tratte da Wikipedia. http://scientificando.splinder.com/post/15965270/Il+Magnetismo%3A+Le+Domande+Diff Blog della prof. Annarita: http://scientificando.splinder.com http://lanostramatematica.splinder.com http://websomethingelse.blogspot.com http://www.nereide1.net/blog http://www.ricerchemaestre.it http://elaborando.tumblr.com 36

Ecco i post di riferimento in Splash ragazzi: http://splashragazzi.splinder.com/post/15774400/Un+piccolo+esperimento%3A+la+cos#15774400 http://splashragazzi.splinder.com/post/15848486/Breve+lettera+alla+professores#15848486 http://splashragazzi.splinder.com/post/15966178/La+risposta+della+professoress#15966178 maestra Renata http://splashragazzi.splinder.com/ http://splashscuola.altervista.org/ Presentazione creata con Impress di Open Office: http://it.openoffice.org/ 37