Il magnetismo è la proprietà della materia alla quale sono riconducibili i fenomeni fisici di interazione magnetica; è noto sin dall’antichità che esistono in natura corpi (magneti, calamite) che hanno la capacità di esercitare forze di attrazione o di repulsione verso altri corpi di natura ferrosa (ferro, nichel, cromo). Anche in vicinanza di conduttori percorsi da corrente si hanno fenomeni di magnetismo (deviazione dell’ago di una bussola). In questo caso si parla di magnetismo artificiale (elettromagnete), per contrapposizione al magnetismo naturale (magneti esistenti in natura o permanenti).
Nel XVII sec. Gilbert studiò le caratteristiche del magnetismo, definì il concetto di poli magnetici, diede una prima interpretazione di magnetismo terrestre e arrivò a differenziarlo dai fenomeni elettrici; in particolare colpiva il fatto dell’impossibilità di isolare poli magnetici singoli, cosa perfettamente possibile in elettricità: se si cerca di isolare un polo magnetico tagliando un magnete, non si ottengono due monopoli (un polo magnetico nord e un polo magnetico sud), ma il risultato è che si creano due nuovi magneti, ognuno la metà del precedente e ognuno con i suoi due poli opposti. Studiato quantitativamente da Coulomb, fu inglobato nella teoria generale dell’elettromagnetismo, le cui leggi furono sviluppate da Maxwell nella seconda metà dell’800.
In base alle proprietà magnetiche le sostanze sono suddivise in diamagnetiche, paramagnetiche e ferromagnetiche. Le sostanze diamagnetiche non sono dotate di magnetismo proprio e la presenza di un campo magnetico esterno influenza tutti gli atomi (o le molecole) della sostanza, generando una magnetizzazione degli elettroni opposta a quella del campo magnetico applicato: la sostanza è debolmente respinta dal campo magnetico. Si deve notare che questo fenomeno è presente anche nelle sostanze paramagnetiche o ferromagnetiche, solo che è molto meno intenso degli altri due effetti.
Le sostanze paramagnetiche sono dotate di debole magnetismo proprio, ma la presenza di un campo magnetico esterno provoca l’allineamento magnetico di tutti gli atomi (o le molecole) della sostanza, generando una magnetizzazione addizionale. L’effetto aumenta al diminuire della temperatura ed è molto intenso in prossimità dello zero assoluto.
Le sostanze ferromagnetiche presentano magnetizzazione spontanea anche in assenza di un campo esterno e sono fortemente attratte da un campo magnetico esterno. Per temperature superiori a un determinato valore il ferromagnetismo scompare e la sostanza diventa paramagnetica.
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