Elettricità e magnetismo - Esperienza di Oersted

fisica

Elettricità e magnetismo

Mentre le prime applicazioni tecniche del magnetismo risalgono al XIII secolo (rudimentali bussole), i primi seri tentativi di interpretarne la natura avvennero solo nel '700: i poli magnetici erano considerati zone permeate da particolari fluidi di segno opposto (fluidi magnetici), oppure più o meno permeate da uno stesso fluido; tali ipotesi erano evidentemente analoghe a quelle formulate da Du Fay e da Franklin sull 515e43f a natura dell'elettricità.

Erano state da tempo osservate delle analogie tra elettricità e magnetismo, ma era anche stata riscontrata l'impossibilita di attribuire loro una stessa origine; le analogie formali tra fenomeni elettrici e magnetici non compensavano le molte e più evidenti diversità. Infatti l'esperienza mostrava, per esempio, che tanto l'elettrizzazione quanto la magnetizzazione potevano essere provocate per influenza, però, mentre le cariche indotte potevano essere separate tra loro, ciò non era possibile per i poli magnetici.

8.1 Esperienza di Oersted

Agli inizi dell'800 ebbe un certo successo una teoria basata sull'analogia formale tra forze elettriche e forze magnetiche; vennero infatti chiamate cariche magnetiche (o masse magnetiche) le grandezze fisiche concentrate nei poli e, misurando con la bilancia di torsione le forze tra poli di lunghe aste magnetizzate (in modo da ridurre l'influenza dei poli situati alle estremità opposte), si trovò una relazione di tipo newtoniano, del tutto analogo alla legge di Coulomb. Ma il successo di tale teoria non durò a lungo, perché erano già molti i sostenitori dell'esistenza di uno stretto rapporto tra elettricità e magnetismo, e tra questi il danese Oersted, che nel 1820 mostrò che la normale direzione di un ago magnetico cambiava quando vicino ad esso si metteva un filo percorso da corrente generata da una pila di Volta.

L'esperimento di Oersted, ripetuto più volte e sempre con successo da altri scienziati, segnò la fine della separazione tra elettricità e magnetismo e la nascita di una disciplina unitaria che Ampere chiamò elettromagnetismo.

Rimaneva insoluto il problema dell'interpretazione degli effetti magnetici prodotti dalla corrente elettrica; di esso si occuparono Biot, Savart, Ampere, e si deve a quest'ultimo la geniale intuizione di considerare l'effetto macroscopico (la magnetizzazione) dovuto a correnti microscopiche circolanti a livello atomico.

Il disegno mostra la semplicissima disposizione dei componenti, la resistenza potrebbe anche essere omessa, ma in tal caso, data la bassa resistenza del filo elettrico, la batteria si scaricherebbe completamente in pochi secondi.

Una volta montato il circuito disponetelo in modo che l'ago della bussola, che sarà posto ad un paio di centimetri dal filo, sia parallelo a quest'ultimo.

Quando chiuderete il contatto e quindi la corrente passerà nel filo, vedrete che l'ago ruoterà e si disporrà perpendicolarmente a quest'ultimo per tornare ad orientarsi in direzione nord-sud quando toglierete la corrente.

Potete osservare questo fenomeno nelle due foto a fianco: nella prima il contatto è aperto e l'ago è orientato nel senso nord-sud, nella seconda, con il filo in cui passa la corrente, l'ago è orientato in senso perpendicolare al conduttore.

Questa esperienza dimostra uno dei principi fondamentali dell'elettromagnetismo: quando una corrente elettrica si muove in un conduttore dà origine ad un campo magnetico.