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La scoperta del magnetismo

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di GIUSEPPE GARGANO

Si sa, ormai sin dagli inizi del secolo XX, che cariche elettriche in movimento generano un campo magnetico e, viceversa, un campo magnetico induce in un vicino conduttore un campo elettrico. In tal senso esiste in natura un unico campo elettromagnetico prodotto da una delle quattro forze naturali.

Anche all’interno della Terra vi sono correnti elettromagnetiche, le quali, attive nel magma ferromagnetico, producono all’esterno del pianeta un campo di forze elettromagnetiche rappresentato dalla “fasce di Van Allen” e contrassegnato dai poli nord e sud magnetici, dai quali partono e nei quali convergono le linee di forza di tale campo. Questa struttura dipolare è presente in ogni dimensione, persino in quella atomica; essa, a differenza di quella semplicemente elettrostatica, risulta essere indivisibile, per cui non si può affatto  parlare di “monopolo magnetico” bensì si dovrà in ogni caso pensare ad un dipolo compatto.

Di natura elettromagnetica sono pure le “macchie solari”, che appaiono scure rispetto alla fotosfera della nostra stella, poiché meno caldi, e periodicamente segnano un ciclo undecennale per ciascun emisfero; esse sono sedi di campi così intensi da influire addirittura sul clima della Terra, sulla crescita della vegetazione e da provocare le aurore polari e le tempeste magnetiche nella nostra atmosfera, mediante il bombardamento dei fasci di particelle da esse emessi a seguito dello scontro tra di loro, che avviene quando una è caratterizzata dal polo nord magnetico e l’altra dal polo sud.

Altri campi magnetici distribuiti geograficamente “a macchia di leopardo”, come quello “fossile” del pianeta Marte, residuo di un campo un tempo  uniformemente distribuito, sono riscontrabili pure sulla Terra. Essi corrispondono ai giacimenti di magnetite, un minerale avente la proprietà caratteristica di attrarre il ferro. Il nome di tale minerale di colore azzurro deriva da quello della colonia greca dell’Asia Minore, chiamata appunto Magnesia, presso la quale furono scoperti dai Greci dell’Antichità giacimenti di quella sostanza.

Così i Greci conobbero le proprietà magnetiche della materia, rilevando che un magnete o pietra magnetica (cioè un pezzo di magnetite) aveva la capacità di attrarre un pezzo di ferro; non furono, comunque, in grado di spiegarne le cause, né tantomeno di individuare le polarità magnetiche. In seguito furono scoperti altri depositi naturali di magnetite sull’isola di Cipro e in Scandinavia, sfruttati soprattutto in epoca medievale.

Lucrezio, famoso naturalista latino, basandosi sui risultati raggiunti dalla scuola epicurea, avanzò una spiegazione suggestiva a riguardo della misteriosa proprietà dell’attrazione e della repulsione magnetiche da lui notate nel contrapporre varie pietre magnetiche: egli affermò che entrambi gli opposti fenomeni osservati erano dovuti a spostamenti o scambi di atomi (attrazione) e di vuoto (repulsione). Comunque per secoli e ancora nel Medioevo si credette che il magnetismo fosse indotto dall’aria o influenzato addirittura dal cielo, quasi fosse collegato a superstiziosi influssi astrali. Il poeta Guido Guinizelli in tal modo esprime le credenze del tempo:«sono li monti della calamita/ che dan virtude all’aere/ di trarre il ferro».

La pietra magnetica nel XIII secolo era nota per quattro proprietà fondamentali: il colore ferreo, livido, misto di indaco o di celestino, la tessitura compatta e omogenea, il peso e la virtù. Quelle che presentano macchie di ruggine e fori non sono adatte a sviluppare la virtù di attrarre il ferro o di attrarsi o respingersi reciprocamente con un’altra pietra uguale, notarono gli uomini di scienza del tempo. Pietre magnetiche perfette, senza difetti, si trovavano difficilmente nel Medioevo, per cui quelle buone costavano molto. Buoni giacimenti dovevano allora esistere in Normandia e nelle Fiandre. In quell’epoca il magnete era detto adamans, cioè diamante, per la sua preziosità. Nel Duecento si pensava che, come il cielo ha due poli, uno artico o settentrionale e l’altro antartico o meridionale, così anche la pietra magnetica ha due poli. In quell’epoca già si sapeva che, ponendo un ago sopra la pietra in varie posizioni e diversi livelli, si notava che tutte le linee segnate nelle varie disposizioni del ferro convergevano in due punti, così come i meridiani del globo terrestre concorrono in due poli opposti. Allora gli uomini di scienza, acuti osservatori di fenomeni naturali, si accorsero pure che due magneti si potevano attrarre o respingere a secondo se si fronteggiavano poli opposti o poli uguali. Si convinsero che tutti i magneti per loro natura si sarebbero disposti col loro polo settentrionale verso il cielo settentrionale e col loro polo meridionale nella direzione del cielo meridionale. Ciò era possibile osservando mediante un semplice esperimento: bisognava porre un magnete in un piccolo vaso di legno, a sua volta collocato a galleggiare sull’acqua di un vaso ben più ampio; subito il magnete si sarebbe disposto coi suoi poli nella direzione di quelli celesti e, se spostato da quella posizione, vi sarebbe ritornato immediatamente.

Da una simile osservazione sarebbe derivata l’dea di costruire strumenti adatti alla ricerca dell’orientamento sicuro nella navigazione.      

redazione
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