Curiosidades del magnetismo

EL HOMBRE IMÁN

El periódico británico The Sun, menciona que Raileanu es como un imán gigante, que atrae toda clase de objetos metálicos, grandes y pequeños. Railenau explicó al tabloide que cuando quiere atraer un objeto, se concentra en el objeto en cuestión y deja salir un sentimiento de “atracción magnética”. Eso incluye desde cucharillas hasta televisores de veinte kilogramos de peso.

Raileanu no se ha hecho examinar exhaustivamente, para empezar, dice, porque hasta los estetoscopios se le quedan pegados del pecho. Los expertos citados por The Sun opinan que su capacidad magnética desafía todas las leyes de la física y la biología, aunque en la historia ha habido otros casos como el suyo.

Está, por ejemplo, el famoso Leonid Tenkaev, un trabajador de una fábrica rusa quien, como nuestro rumano, podía atraer objetos muy pesados, una habilidad que descubrió un año después del desastre de la planta nuclear de Chernobyl.

Incluso en los años noventa hubo una conferencia en Bulgaria, que reunió a cientos de “hombres y mujeres magnéticos”. Muchos de ellos hicieron carrera en el mundo del espectáculo. Aurel, por su parte, dice que ahora es cuando está pensando en explotar comercialmente su especial magnetismo.

Antes el “hombre-imán” había tratado de mantener su habilidad oculta de sus vecinos por miedo a que lo llamaran bicho raro.

En cambio, le había dado un uso terapéutico a su extraña habilidad, pues al parecer el magnetismo que emite su cuerpo puede ayudar en la curación de ciertos problemas físicos.

EXPERIMENTA CON DOS IMANES    

     
        Puedes hacer la siguiente prueba. Pon dos imanes en un frasco o similar, puestos de tal forma que coincidan los polos que se repelen. Verás como el imán que queda encima parece levitar.

       Para ver la atracción de los metales a un imán puedes poner el imán a una cierta distancia e ir acercándolo. Verás como según lo acercas se produce cierta atracción entre el imán y el metal. También puedes enganchar un clip a un hilo con un nudo y pegar un imán a un sitio elevado tal y como aparece en la foto dos. Si separas el clip un poco del imán y pegas el hilo con celo al suelo con la medida adecuada, verás cómo el clip queda levitando en el aire.  

 

MUJER RUSA CON CUERPO MAGNETICO

    A los 45 años sufrió una grave descarga eléctrica que, lejos de acabar con su vida, hizo que adquiriera una extraña capacidad: la del magnetismo. Sartenes, planchas, cubiertos o cualquier otro objeto de metal se adhiere a su cuerpo y sube de temperatura. El diario Pravda saca a la luz la historia de esta mujer de 71 años.

      Todo ocurrió cuando tenía 45 años y trabajaba de camarera en una cantina. Sufrió una descarga eléctrica de 160 voltios que, en vez matarla, le otorgó la capacidad de atraer el metal. "Alguien olvidó el agua un día en la tienda y había cables eléctricos hay por todo el lugar. Utilicé un palo de madera para detener el agua, pero se había formado una piscina en el piso. Sufrí una descarga eléctrica, pero tuve la suerte de seguir viva", explica. Ella es Elena Kovaleva, una mujer rusa de 71 años que ha decidido hacer público su extraño don en el periódico Pravda.

      Esta mujer, residente de la ciudad de Lipetsk, puede guardar cualquier tipo de utensilio de cocina en su cuerpo: hierro, tazones de plástico, ceniceros de cristal y muchas otras cosas. Acoge cualquier objeto metálico, pero también atrae al plástico y al cristal.

       Según el diario Pravda, cuando los utensilios suben de temperatura y es muy difícil quitárselos. Hay que esperar a que se enfríen para que se empiecen a caer. "Las cosas toman mucha energía mía", explica Elena, a la que los objetos se le quedan literalmente 'pegados' al cuerpo pese que cuando se desprenden su piel tiene una temperatura y tacto normal.

 

El magnetismo terrestre

     La Tierra, se preguntó William Gilbert, ¿no sería un inmenso imán? Gilbert dio los pasos para entender por qué una brújula se orienta en la dirección Norte –Sur. Pensó que la Tierra necesariamente debe comportarse como un imán gigante cuyo polo norte magnético debe atraerse con el polo sur de la brújula y viceversa, el polo sur magnético de la Tierra debe atraer al polo norte de la brújula.

   Para verificar esta hipótesis, el incansable experimentador construye un imán esférico, su famosa Microgé (Tierra minúscula), y al aproximar a su imán, una pequeña aguja magnética móvil en torno de su centro de gravedad, muestra que ésta se comporta igual que una brújula de inclinación (brújula que mide el ángulo de inclinación del campo magnético de la Tierra con respecto a la horizontal) suspendida en el plano de un meridiano de la Tierra.

      

     Gilbert creyó que los polos magnéticos del globo coincidían con los geográficos, sin embargo, La brújula no apunta siempre hacia el norte geográfico, de esto ya se habían percatado los chinos en el siglo XII antes de Cristo y hoy día se sabe que el polo norte geográfico está en un lugar diferente al polo magnético(polo sur magnético) hacia el que apunta una brújula. El polo norte geográfico está en Groenlandia y el polo magnético está en las Islas Reina Elizabeth.

    Según Paul Hewitt, (Física Conceptual, 2 a Edición en español) …. ” No se sabe a ciencia cierta por qué la Tierra es un imán. La configuración del campo magnético terrestre es como la de un potente imán de barra colocado cerca del centro del planeta. Pero la Tierra no es un trozo de hierro magnetizado como el imán de barra. Está demasiado caliente para que los átomos individuales perma­nezcan alineados.

    

     Las corrientes que fluyen en la región ígnea de la Tierra, bajo la corteza, constituyen una mejor explicación del campo magnético terrestre. 

     La mayoría de los estudiosos de las ciencias de la Tierra piensan que el campo magnético terrestre se debe al movimiento de partículas cargadas que giran en el interior del planeta. Dado el gran tamaño de la Tierra, la rapidez de las partículas cargadas tendría que ser menor que un milímetro por segundo para producir el campo.

     Otra posible explicación del campo magnético terrestre son las corrientes de convección que se originan debido al calor del núcleo

     El calor de la Tierra se debe a la energía nuclear que se libera en el proceso de decaimiento radiactivo. Tal vez el campo magnético de la Tierra sea producto de la combinación de las corrientes de convección con los efectos de la rotación terrestre. Pero se requieren otros estudios para establecer una explicación más firme.

    

      Sea cual sea su causa, el campo magnético de la Tierra no es estable, sino que se desplaza en el curso de las eras geológicas. Las pruebas de este hecho vienen del análisis de las propiedades magné­ticas de los estratos rocosos. Los átomos de hierro en estado de fusión tienden a alinearse con el campo magnético terrestre. 

      Cuando el hierro se solidifica la dirección del campo magnético queda registrada en la orientación de los dominios magnéticos de las rocas. Podemos medir el leve magnetismo resultante por medio de instrumentos muy sensibles. Así, midiendo el magnetismo de diversas muestras de roca provenientes de estratos que se han formado en periodos distintos podemos elaborar mapas del campo magnético terrestre en diversas eras. Los rastros que quedan en las rocas muestran que ha habido épocas en que el campo magnético terrestre se ha reducido a cero para luego invertirse.

   

        Durante los últimos 5 millones de años se han efectuado más de veinte inversiones. La más reciente data de hace 700 000 años. Otras inversiones anteriores ocurrieron hace 870 000 y 950 000 años. Los estudios de sedimentos del fondo del océano indican que el campo estuvo prácticamente inactivo durante unos 10 000 o 20 000 años hace poco más de 1 millón de años. Ésta es la época en que surgieron los seres humanos modernos.

     

     No podemos predecir cuándo ocurrirá la siguiente inversión por­que la secuencia no es regular. Pero ciertas mediciones recientes muestran una reducción del 5% en la intensidad del campo magné­tico de la Tierra en los últimos 100 años. Si el cambio se mantiene es muy posible que el campo vuelva a invertirse en menos de 2000 años.”

 

¿Cómo se logra que un imán pierda su propiedad magnética?

Como lo ilustra la siguiente figura, hay básicamente dos maneras: una es golpeándolo con un martillo y otra calentándolo

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¿Qué ocurre si cortamos un imán por la mitad o de alguna otra manera? Como ilustra la siguiente figura, si hacemos los cortes sin elevar demasiado su temperatura, lo que obtenemos son nuevos imanes completos; es decir, es imposible obtener un polo aislado.

El magnetismo y la electricidad

La electricidad y el magnetismo están estrechamente relacionados y son temas de gran importancia en la física. Usamos electricidad para suministrar energía a las computadoras y para hacer que los motores funcionen. El magnetismo hace que un compás o brújula apunte hacia el norte, y hace que nuestras notas queden pegadas al refrigerador. Sin radiacion elegtromagnetica viviríamos en la obscuridad ¡pues la luz es una de sus muchas manifestaciones.

La electricidad puede existir como carga estacionaria, conocida como electricidad estática; también puede estar en movimiento y fluyendo, conocida como corriente eléctrica. Las partículas subatómicas tales como los protones y electrones , poseen cargas eléctricas minúsculas. En tiempos relativamente recientes, la humanidad ha aprendido a almacenar el poder de la electricidad. Este poder, y los muchos tipos de circuitos y dispositivos eléctricos que el hombre ha inventado, han transformado el mundo de manera radical. La electricidad también juega un papel importante en el mundo natural, cuando se generan poderosos rayos que producen señales que se desplazan a través de nuestros nervios.

El magnetismo es primo hermano de la electricidad. Algunos materiales, tales como el hierro, son atraídos por imanes, mientras que otros, como el cobre, ignoran su influencia. Describimos el movimiento de objetos influenciados por imanes en términos de campos magnéticos. Sabemos que los imanes tienen polo norte y polo sur, y que polos iguales se rechazan entre sí, mientras que polos opuestos se atraen. La electricidad y el magnetismo son dos caras de una simple fuerza fundamental. Al acelerar un imán se producirá una corriente eléctrica, si varías el flujo de electricidad, se origina un campo magnético. Estos principios los usamos en la construcción de motores y generadores.

Alterar los campos magnéticos produce radiación electromagnética. Esta energía de movimiento muy rápido ocurre en una forma continua conocidas como espectro electromagnético, que abarca de ondas de radio  y microondas a luz ultravioleta, luz visible luz infrarroja, y los potentes rayos X y rayos gamma. Cuando el espectro es separado en sus constituyentes por un espectroscopio, el espectro electromagnético revela mucho sobre objetos distantes tales como las estrellas. Hacemos uso de nuestro conocimiento sobre este tipo de radiación en la construcción de telescopios para ver los cielos, radios para comunicación, y máquinas de rayos X para diagnósticos médicos.

La sociedad humana moderna hace uso de la electricidad y el magnetismo de muchas maneras. Los generadores en las plantas de energía convierten el vapor en flujo eléctrico, el cual vuelve a convertirse en energía mecánica cuando la corriente llega hasta un motor. Un láser lee la información de un disco compacto, y convierte los patrones microscópicos en sonidos audibles cuando las señales eléctricas llegan hasta las bocinas  y Los semiconductores de las computadoras canalizan el flujo de información contenida en pequeñas señales eléctricas.

          Uno de los aspectos del electromagnetismo, que es una de las fuerzas fundamentales de la naturaleza. Las fuerzas magnéticas son producidas por el movimiento de partículas cargadas, como por ejemplo electrones, lo que indica la estrecha relación entre la electricidad y el magnetismo. El marco que aúna ambas fuerzas se denomina teoría electromagnética. La manifestación más conocida del magnetismo es la fuerza de atracción o repulsión que actúa entre los materiales magnéticos como el hierro. Sin embargo, en toda la materia se pueden observar efectos más sutiles del magnetismo. Recientemente, estos efectos han proporcionado claves importantes para comprender la estructura atómica de la materia.

           En los últimos 100 años han surgido numerosas aplicaciones del magnetismo y de los materiales magnéticos. El electroimán, por ejemplo, es la base del motor eléctrico y el transformador. En épocas más recientes, el desarrollo de nuevos materiales magnéticos ha influido notablemente en la revolución de los ordenadores o computadoras.

            Es posible fabricar memorias de computadora utilizando ‘dominios burbuja’. Estos dominios son pequeñas regiones de magnetización, paralelas o antiparalelas a la magnetización global del material. Según que el sentido sea uno u otro, la burbuja indica un uno o un cero, por lo que actúa como dígito en el sistema binario empleado por los ordenadores. Los materiales magnéticos también son componentes importantes de las cintas y discos para almacenar datos.

            Los imanes grandes y potentes son cruciales en muchas tecnologías modernas. Los trenes de levitación magnética utilizan poderosos imanes para elevarse por encima de los raíles y evitar el rozamiento. En la exploración mediante resonancia magnética nuclear, una importante herramienta de diagnóstico empleada en medicina, se utilizan campos magnéticos de gran intensidad. Los imanes superconductores se emplean en los aceleradores de partículas más potentes para mantener las partículas aceleradas en una trayectoria curva y enfocarlas.

¿Quién descubrio el magnetismo?

     Los fenómenos magnéticos fueron conocidos por los antiguos griegos. Se dice que por primera vez se observaron en la ciudad de "Magnesia" 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».

Leyes del Magnetismo (Faraday y Lenz)

LEY DE FARADAY. En 1831 Faraday descubrió la inducción electromagnética, y el mismo año demostró la inducción de una corriente eléctrica por otra. Durante este mismo periodo investigó los fenómenos de la electrólisis y descubrió dos leyes fundamentales:

1) Que la masa de una sustancia depositada por una corriente eléctrica en una electrólisis es proporcional a la cantidad de electricidad que pasa por el electrólito.

2) Que las cantidades de sustancias electrolíticas depositadas por la acción de una misma cantidad de electricidad son proporcionales a las masas equivalentes de las sustancias.

También demostró que un recinto metálico (caja o jaula de Faraday) forma una pantalla eléctrica. Sus experimentos en magnetismo le llevaron a dos descubrimientos de gran importancia. Uno fue la existencia del diamagnetismo y el otro fue comprobar que un campo magnético tiene fuerza para girar el plano de luz polarizada que pasa a través de ciertos tipos de cristal.

LEY DE LENZ. Cuando una corriente empieza a circular por un conductor, se genera un campo magnético que parte del conductor. Este campo atraviesa el propio conductor e induce en él una corriente en sentido opuesto a la corriente que lo causó. En un cable recto este efecto es muy pequeño, pero si el cable se arrolla para formar una bobina, el efecto se amplía ya que los campos generados por cada espira de la bobina cortan las espiras vecinas e inducen también una corriente en ellas.

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El Magnetismo en la Antigüedad

          El magnetismo se conoce desde hace muchos siglos, pero es difícil saber cómo y cuándo se descubrió. Son muchas las leyendas que han circulado sobre la llamada "piedra de imán. Una de ellas es la del pastor Magnus, del que se dice que cuando iba con su rebaño por el monte notó una fuerza que atraía su bastón de punta de hierro. La tracción era tan fuerte que el bastón se quedó pegado a la roca y no pudo separarlo. Otra leyenda muy extendida es la de la isla de la montaña de imán que atrae con gran intensidad a todos los barcos que pasan en su proximidad, hasta que los atrapa y los destruye arrancándoles todos los elementos metálicos.

          La realidad es que la piedra de imán existe y, hoy en día, la conocemos con el nombre de magnetita. Parece que el termino magnetismo, procede de la región de Asia Menor conocida con el nombre de Magnesia, en donde se cree que fue encontrada por primera vez la piedra de imán. El primero en señalar sus propiedades fue Tales de Mileto (siglo VI a. de C.) Y, ya, Platón (siglo IV a. de C.) conoce que su propiedad puede transmitirse al hierro. También se cree que el primero en encontrar una utilidad práctica para la piedra de imán fue el general chino Huang Ti (siglo IV a. de C.) Que utilizó la piedra magnética directamente para orientarse, pero sólo en Tierra.

          La gran aplicación práctica de la piedra magnética fue la imantación de barras metálicas a partir de las que se construyeron las brújulas que se introdujo en Europa a través de los árabes.

          En la antigüedad a la magnetita se le atribuían muchas propiedades. Se decía que curaba el reumatismo y la gota y que permitía hablar con los dioses. En el siglo XVI Paracelso intentó utilizar el magnetismo para curar enfermedades, aunque no logro nada. Todos sus supuestos éxitos se debieron al efecto placebo. Hoy en día también se nos intentan vender pulseras magnéticas y otros artefactos como remedio para muchas dolencias, aunque no hay ninguna constancia científica de sus ventajas.

¿Qué es el magnetismo?

     Magnetismo es la fuerza de atracción que ejercen determinados cuerpos, como los imanes, en una región del  espacio denominada "campo magnético". Existen cuerpos que por su composición poseen propiedades magnéticas (como la piedra magnetita) y se denominan imanes naturales. Pero también hay otros, conocidos como imanes artificiales, que adquieren esas propiedades por frotación con otro imán, o bien al recibir una corriente eléctrica (como ocurre con ciertos alambres enrollados en forma de espiral). Los imanes poseen dos polos, uno negativo y otro positivo. Si se enfrentan dos cuerpos imantados, los polos iguales se repelen y los opuestos se atraen. El magnetismo puede transmitirse de un objeto a otro, fenómeno conocido como imantación. Además, en ciertos casos, los imanes son capaces de inducir corrientes eléctricas.

     Los polos iguales se repelen: al enfrentarse polos iguales, el campo magnético tiende a separarse y la atracción magnética se debilita tanto que aparece un espacio neutral.

     Los polos opuestos se atraen: al unirlos, el campo que se forma entre ellos es muy fuerte

¿Qué es un campo magnético?

     El campo magnético es la esfera de influencia de un imán. La forma del campo magnético fue estudiada por Michael Faraday, quien espolvoreó limaduras de hierro sobre un vidrio colocado encima de un imán. Esas limaduras se disponen en hileras que irradian desde cada uno de los polos del imán. Esas hileras se denominan líneas de fuerza e indican la dirección de las fuerzas combinadas de los dos polos.

 Visualizando un campo magnético

    

     Con el término campo magnético expresamos la idea de que el espacio que rodea a un imán tiene propiedades magnéticas. Es posible visualizar este campo en algunos experimentos sencillos.

Si exploramos el espacio que rodea a un imán con una pequeña aguja magnética que pueda rotar libremente, veremos que en cada punto la aguja adquiere una dirección específica. Diremos que el sentido que señala el norte de este imán de prueba es el del campo magnético en cada punto, que anotaremos con la letra B. Las líneas por donde se movería un polo norte de la aguja (si pudiera existir en forma aislada) las denominaremos líneas de campo magnético. La siguiente figura ilustra esta situación. Allí estas líneas están dibujadas como líneas de punto.

 Para inspeccionar la forma que tiene el campo magnético en diversos imanes, puedes colocarlos debajo de una hoja de papel y espolvorear sobre él limaduras de hierro, que hacen las veces de pequeños imanes de prueba. Las líneas del campo magnético que se pueden visualizar en estos casos se insinúan en la siguiente figura para un imán de barra y para un imán de herradura.

 

Propiedades de los materiales magnéticos


1) Diamagnetismo: es una propiedad de los materiales que consiste en ser repelidos por los imanes. Es lo opuesto a los materiales ferromagnéticos los cuales son atraídos por los imanes. El fenómeno del diamagnetismo fue descubierto y nominado por primera vez en septiembre de 1845 por Michael Faraday cuando vio un trozo de biamuto que era repelido por un polo cualquiera de un imán












2) Paramagnetismo: es la tendencia de los momentos magnéticos libres a alinearse paralelamente a un campo magnético. Si estos momentos magnéticos están fuertemente acoplados entre sí, el fenómeno será ferromagnetismo o ferromagnetismo. Cuando no existe ningún campo magnético externo, estos momentos magnéticos están orientados al azar.

3) Ferromagnetismo:   es un fenómeno físico en el que se produce ordenamiento magnético de todos los momentos magneticos de una muestra, en la misma dirección y sentido. Un material ferromagnético es aquel que puede presentar ferromagnetismo. La interacción ferromagnética es la interacción magnética que hace que los momentos magnéticos tiendan a disponerse en la misma dirección y sentido. Ha de extenderse por todo un sólido para alcanzar el ferromagnetismo.

Generalmente, los ferromagnetos están divididos en dominios magnéticos, separados por superficies conocidas como paredes de Bloch. En cada uno de estos dominios, todos los momentos magnéticos están alineados. En las fronteras entre dominios hay cierta energía potencial, pero la formación de dominios está compensada por la ganancia en entropía.

Al someter un material ferromagnético a un campo magnético intenso, los dominios tienden a alinearse con éste, de forma que aquellos dominios en los que los dipolos están orientados con el mismo sentido y dirección que el campo magnético inductor aumentan su tamaño