Campo di un dipolo magnetico Campo di un dipolo elettrico Il campo creato da una sbarrettina infinitesima o da un circuito di dimensioni infinitesime si dice campo di dipolo magnetico in analogia al campo creato da un dipolo elettrico. Campo di un dipolo elettrico campo elettrico e curve equipotenziali

L’origine del Campo Magnetico Perché oggetti estremamente diversi come la magnetite, certi metalli e fili percorsi da corrente sono tutti soggetti alla forza magnetica ? Un filo percorso da corrente  Cariche elettriche in movimento Materia  Sistemi costituiti da cariche in moto Il Campo Magnetico è generato da cariche in movimento cariche in movimento sono soggette a forze dovute al Campo Magnetico Nei magneti permanenti la somma di tutte le correnti elettriche dovute al moto degli elettroni non risulta nulla (come invece capita negli altri materiali) così che viene generato un campo magnetico NON Magnete Magnete

- Magnetismo - L’esperimento deve essere il più semplice possibile La forza magnetica si dovrà rappresentare come un vettore (esattamente come per la forza di gravità e la forza di Coulomb) cioè con un modulo che indicherà l’intensità della forza una direzione che indicherà la direzione lungo la quale agisce la forza un verso che indicherà il verso lungo il quale agisce la forza Ho definito sperimentalmente il vettore campo magnetico che indico con B Otterrò sperimentalmente Il legame tra B ed la forza magnetica F La direzione di B relativamente a F Il verso di B relativamente ad F L’esperimento deve essere il più semplice possibile Una particella di carica Q La particella è in moto rettilineo uniforme La sua velocità è v costante in direzione, verso e modulo Una regione di spazio ove il vettore B è costante Se la particella subisce una forza osserverò (dalle leggi di Newton): Una variazione della velocità (cioè una accelerazione o una decelerazione) Una variazione della direzione di moto (una deflessione) Dalla misura sistematica di questi effetti ricavo una legge generale

Forza di Lorentz F Esperimento: Cosa osservo ? La forza agisce ortogonalmente alla direzione della velocità Se aumento la carica q la forza aumenta linearmente -----> Se B  0 allora anche F  0 ---------------------------------> Se v  0 allora anche F  0 linearmente ------------------> A parità di v e B la forza che agisce dipende dalla direzione di moto Esiste una direzione ove F = 0 Esiste una direzione ove F è massima Detto  l’angolo tra la direzione ove F=0 e la direzione attuale L’energia cinetica totale della particella non varia La particella non accelera ne decelera in modulo Se la particella devia, il modulo di v rimane però costante Allora la forza magnetica non lavora !!!!! F v Forza di Lorentz

Vettore Induzione magnetica B Data una carica q che si muova con velocità v in un campo magnetico B (orientato di q rispetto a v) che subisce una forza F. Si definisce il vettore B di induzione magnetica il vettore che ha per direzione quella ortogonale a v ed F, verso quello della regola della mano destra e modulo pari a: Nota: La definizione di direzione e verso è perfettamente coerente con quella precedentemente data con l’ago magnetizzato. La direzione è cioè quella determinata dall’orientamento di un ago magnetizzato ed il verso quello che va dal polo nord al polo sud del magnete. La regola della mano destra vale nel caso della forza di Lorentz e in tutti i casi compare un prodotto vettoriale

Campi Magnetici in Natura Unità di Misura Ovviamente la forza magnetica si misura in Newton (come ogni altra forza) Il campo magnetico si misura in Tesla (T) una vecchia unità di misura è il Gauss G  1 G = 10-4 T [T] = [N][s]/([C][m]) Un Tesla è il campo magnetico necessario affinchè una carica di 1 coulomb con velocità pari a 1 m/s subisca una forza pari ad 1 Newton Campi Magnetici in Natura Sulla superficie di un nucleo ......................................................................... 1012 T Sulla superficie di una Pulsar ........................................................................ 108 T In un Laboratorio Scientifico (per tempi brevi) ............................................ 103 T In un Laboratorio Scientifico (costante) ....................................................... 30 T In una macchia solare ................................................................................... 2 T In prossimità di un magnete ......................................................................... 2 10-2 T In prossimità dell’impianto elettrico di casa ................................................ 10-4 T Sulla Terra ..................................................................................................... 10-5 T Nello spazio intergalattico ............................................................................. 10-10 T In una camera antimagnetica schermata ........................................................ 10-14 T