3B SCIENTIFIC PHYSICS U10371 Mode D'emploi page 16

mente, mentre il pendolo intagliato esegue al-
cune oscillazioni.
• Spiegazione: durante gli esperimenti indicati al
paragrafo 4.1 il bilancino conduttore era percorso
da una corrente. In tal modo venivano spostate
cariche (elettroni) in un campo magnetico, che
portò chiaramente a una forza misurabile (la for-
za di Lorentz) sugli elettroni.
Fig. 5 : Struttura dell'esperimento "Correnti di Foucault indotte"
• Anche in questo esperimento vengono spostate
cariche (elettroni liberi nell'alluminio) in un cam-
po magnetico, dove lo spostamento è di natura
meccanica. In seguito a questo spostamento, an-
che in questo caso, la forza di Lorentz agisce sugli
elettroni, determinando un flusso di elettroni, os-
sia una corrente, nell'alluminio: in questo esperi-
mento tale corrente scorre verticalmente dall'alto
verso il basso o viceversa, in base alla direzione
del movimento del pendolo.
• Nel pendolo intero si determina ora un
"cortocircuito", poiché la corrente indotta nei set-
tori del pendolo può tornare a scorrere al di fuori
del campo magnetico. In tal modo si produce una
corrente di Foucault, che può essere estremamen-
te elevata e che porta a un riscaldamento dell'al-
luminio. L'energia del pendolo viene pertanto com-
mutata innanzitutto in energia elettrica, quindi in
calore.
• Nel pendolo intagliato la corrente di Foucault non
può formarsi, poiché attraverso le fessure i settori
in alluminio presenti al di fuori del campo ma-
gnetico sono isolati dai settori interni. Ossia se gli
elettrodi vengono spostati inizialmente in una di-
rezione, se tuttavia si sono raggruppati molti elet-
2)
Grimsehl, Physik II, Ernst Klett Verlag Stuttgart, 1955
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troni sopra e sotto nel pendolo, si urtano recipro-
camente e la tensione che ne deriva è in equili-
brio con la forza di Lorentz in assenza di flusso di
corrente. L'energia del pendolo non viene quindi
convertita in calore.
4.3 Diamagnetismo e paramagnetismo
• La struttura dell'esperimento corrisponde in linea
di principio alla fig. 5. Anziché il pendolo viene
ora appesa nel campo magnetico l'asta di allumi-
nio o l'asta di vetro (eliminare precedentemente
un eventuale attorcigliamento del filo, ved. fig. 3).
L'asta di vetro inizialmente continuerà a ruotare
leggermente, mentre l'asta di alluminio ora si spo-
sta solo molto lentamente (correnti di Foucault
indotte, ved. ultimo paragrafo) nella sua posizio-
ne finale. Dopo un po' di tempo le aste si posizio-
nano come mostrato in fig. 6.
Fig. 6: Asta di vetro (sinistra) e asta di alluminio (destra) nel campo magnetico
• Svitando la vite a testa zigrinata, che fissa il ma-
gnete, e avvitando lentamente il magnete si può
dimostrare che l'allineamento delle aste rispetto
al magnete rimane tale e quale, non tornando
pertanto alla posizione di riposo determinata dal-
la pura meccanica (nessun attorcigliamento del
filo).
• Spiegazione: sebbene né il vetro né l'alluminio si-
ano magnetici, le due aste si allineano nel campo
magnetico. La grandezza determinate in questo
caso è la permeabilità relativa µ
quanto il materiale interessato moltiplica la den-
sità del flusso di un campo magnetico rispetto al
vuoto. Sorprendentemente e diversamente da ciò
che avviene con la costante dielettrica, la
permeabilità relativa può essere maggiore o infe-
riore di 1. Nel caso dell'alluminio ammonta
2)
a = 1,000023 e nel caso del vetro a = 0,99999.
Con l'alluminio quindi la densità del flusso aumen-
ta e l'asta ruota in direzione del campo. Questo
effetto è noto come paramagnetismo. Con il vetro
è il contrario. L'asta ruota in direzione opposta al
campo e l'effetto viene denominato dia-
magnetismo.
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, che indica di
r