Il magnetismo spiegato ai bambini

La scienza ha il compito di spiegare come funziona il mondo e infatti comprendiamo molti fenomeni che avvengono sul nostro pianeta grazie alla scienza. Uno di questi è il magnetismo. È conosciuto sin dai tempi molto antichi, lo abbiamo utilizzato per creare bussole da secoli. Greci e Romani avvano intuito che una particolare pietra poteva attrarre ferro. Anche i cinesi lo avevano intuito, fabbricando delle bussole particolare per praticare l’arte del Feng Shui. Abbiamo scoperto il comportamento dei magneti molto prima rispetto ad altre cose, come il funzionamento degli atomi.

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Ma cos’è un magnete e come funziona il magnetismo?

Giocare con i magneti è uno dei primi approcci alla scienza per i bambini, a patto che siano di dimensioni non troppo ridotte. I magneti sono facili da usare e divertenti. E riservano molte sorprese per una mente curiosa come quella dei bambini. Sicuramente ricorderete la sensazione provata da piccoli quando per la prima volta avete sentito la forza di attrazione magnetica, di attirare o respingere le cose. Questo avviene per la presenza di un campo magnetico. Il campo magnetico ha una spiegazione scientifica, ma per gli antichi e per i bambini ha qualcosa di magico. In realtà il magnetismo è collegato strettamente all’elettricità, tanto che si parla più correttamente di elettromagnetismo. Infatti, il magnetismo, è una forza causata da correnti elettriche, causate a loro volta da elettroni in movimento.

  • Il magnete o calamita ha due estremità chiamati poli magnetici, uno nord e uno sud.
  • Il motivo per cui la Terra ha un polo nord magnetico e un polo sud magnetico ci dice che il nostro pianeta è un gigantesco magnete, una grande calamita. Questo perché al suo interno ha un nucleo ferroso liquido e uno solido che generano appunto un campo magnetico. Questo campo magnetico è molto importante, perché oltre a determinare la posizione dei due poli, ci protegge dalle radiazioni solari. Le radiazioni sono visibili all’altezza delle calotte polari, nel Nord Europa per esempio, quando assistiamo al fenomeno delle aurore boreali. Senza il campo magnetico la nostra atmosfera si consumerebbe nel corso del tempo, rendendo impossibile la vita per come la conosciamo. Ad esempio su Marte l’atmosfera è debolissima proprio perché non esiste più il suo campo magnetico.
  • Il campo magnetico è un’area di forza invisibile ad occhio nudo, ma la sua presenza la possiamo avvertire semplicemente avvicinando un pezzo di ferro oppure due calamite tra di loro. Nel momento in cui iniziano ad attrarsi è lì che comincia il campo magnetico.
  • Quando diciamo che i poli opposti si attraggono si fa riferimento proprio al magnetismo: i magneti infatti sono dotati di due poli, uno negativo e uno positivo. Due poli positivi e due negativi tra di loro si oppongono. Mentre il polo negativo è attratto da quello positivo.
  • Se tagliamo in due una calamita però si riformano i due poli alle estremità, per cui otteniamo due calamite da una.
  • Un oggetto di ferro può essere magnetizzato se lo lasciamo attaccato a un magnete per molto tempo.

La Terra è una enorme calamita

Anche se siamo abituati a considerare solo il ferro e altri materiali con minor magnetismo, come delle calamite, c’è da dire che anche il nostro pianeta, come accennato sopra, è un enorme calamita. Anzi è molto potente. La Terra genera un campo magnetico chiamato magnetosfera che può influenzare tutto ciò che lo circonda. Condiziona anche la nostra vita in modo diretto e indiretto ed è utilizzato, per esempio, dagli uccelli per orientarsi durante le migrazioni (possono volare da nord a sud, proprio seguendo le linee invisibili del campo). Quando le particelle solari che formano il cosiddetto vento solare, pericolose radiazioni ultraviolette, colpiscono la Terra, esse vengono respinte dalla magnetosfera, formando all’altezza dei Poli, dove le linee del campo penetrano la crosta e arrivano al nucleo, le spettacolari aurore.

Anche altri corpi celesti si comportano come delle calamite. Ad esempio il Sole ha un campo magnetico molto più potente di quello della Terra, mentre la Luna non ne possiede uno.

Generare elettricità dai magneti.

La teoria dell’elettromagnetismo ha spiegato finalmente il rapporto tra magnetismo e corrente elettrica. Grazie alle teorie del grande chimico James Clerk Maxwell oggi sappiamo che una corrente elettrica che scorre su un filo, genera un campo magnetico intorno. In sostanza l’elettricità genera magnetismo. Ed è vero anche il contrario: si può produrre elettricità a partire dal magnetismo. L’elettricità che usiamo in casa, ad esempio, viene prodotta dai generatori. Questi usano dei potenti magneti e delle bobine di filo molto spesso per produrre elettricità grazie all’aiuto delle turbine, che sfruttano l’energia cinetica prodotta dai fluidi (ad esempio il vento, il vapore acqueo prodotto dal riscaldamento di vasche contenenti acqua ad alta temperatura, grazie a carburanti come i combustibili nucleari, il carbone o il petrolio – le cosiddette centrali elettriche).

La calamita viene fatta ruotare tramite il movimento dei pedali, sfregando sulla bobina di rame il magnete genera elettricità che si trasmette al fanalino della bici.

Ottenere elettricità dai magneti in realtà è molto semplice: basta far passare un filo elettrico lungo un magnete, muovendolo o agitandolo continuamente e si creerà dell’elettricità. Il principio è quello della dinamo. Che genera quindi una piccola potenza elettrica grazie alla legge di Faraday, che prevede l’induzione elettrica. Per costruire una dinamo, che è una macchina elettrica, una piccola centrale capace di generare elettricità e per esempio accendere una lampadina, è sufficiente avere a portata di mano una calamita, del filo di rame e un semplice filo da collegare alla bobina esterna.

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