di Alfonso D’Ambrosio

Tra i miei vecchi archivi digitali, ho trovato una serie di esperimenti magnetici che presentammo con alcuni miei studenti nell’edizione di Sperimentando 2014.

Ecco le schede descrittive.

ANALISI DEI SINGOLI ESPERIMENTI

  1. LA BILANCIA MAGNETICA

Avvicinare un grosso magnete al neodimio ad una delle estremità della bilancia di torsione; in particolare osservare che se il magnete si avvicina dalla parte con la siringa piena d’acqua essa si allontana, se invece la sia avvicina all’estremità con alluminio essa si allontana.

L’acqua è una sostanza diamagnetica, ovvero respinge un campo magnetico esterno, l’alluminio è una sostanza paramagnetica e viene debolmente attratto da un campo magnetico esterno.

 

2) LE CORRENTI ALTERNATE ED IL MAGNETISMO

In questo esperimento viene collegato un generatore di corrente alternata a basso voltaggio (12V) ad un solenoide. La teoria ci dice che all’interno del solenoide si crea un campo magnetico alternato autoindotto che ha la stessa frequenza del campo elettrico del generatore.

Con il generatore è possibile variare la frequenza del campo Elettrico, mentre la frequenza del campo magnetico B viene misurata utilizzando l’applicazione magnetometro del cellulare.

E’ interessante notare che nella visualizzazione 3D del campo B, esso oscilla nel piano perpendicolare all’asse del solenoide, cosa ben visibile anche mettendo dentro il solenoide un magnete. In pratica il campo magnetico è nella direzione del solenoide, perpendicolarmente al piano di appoggio e come deve essere il campo B oscilla nella direzione perpendicolare alla direzione di propagazione.

La risoluzione del cellulare è tale da non rilevare oscillazioni maggiori di 50 Hz.

Dalla foto si vedono esempi di misure con un campo elettrico oscillante tra 1 e 10 Hz , si noti che la figura di risonanza che appare è a 5Hz (probabilmente in risonanza con il sensore magnetico del cellulare).

Risonanza visibile a 5Hz

In giallo è il campo lungo z direzione lungo l’asse del solenoide. In blu è il campo totale mentre in bianco e in verde vi è il campo lungo x ed y.

Sull’asse x del grafico vi è il tempo sull’asse y il campo magnetico in microtesla.

  1. IL SUONO MAGNETICO

Ponendo il magnete all’interno del solenoide come nell’esperimento 2) e variando la frequenza tra 100 e 12000Hz (fascia udibile all’orecchio umano) si nota un suono emesso, il fenomeno è noto essere alla base dei microfoni. L’oscillazione del magnete all’interno della bobina crea delle compressioni e rarefazioni dell’aria che sono udibili in frequenze sonore. E’ possibile generare un suono variando la frequenza del generatore. La frequenza sonora è stata rilevata utilizzando una app del cellulare Sound Spectrum Analyzer.

 

RIEPILOGO

Cosa fare e cosa osservare:

  1. LA BILANCIA MAGNETICA: Avvicinare un grosso magnete al neodimio ad una delle estremità della bilancia di torsione; in particolare osservare che se il magnete si avvicina dalla parte con la siringa piena d’acqua essa si allontana, se invece la sia avvicina all’estremità con alluminio essa si allontana.
  2. LE CORRENTI ALTERNATE ED IL MAGNETISMO: accendere il generatore di corrente alternata e porre un grosso magnete al neodimio all’interno del solenoide, osservare la direzione di oscillazione del magnete e variare la frequenza del generatore in alternata.

Scarica l’app Physycs Toolbox ora dal cellulare per osservare la direzione del campo magnetico.

  1. IL SUONO MAGNETICO: Ponendo il magnete all’interno del solenoide come nell’esperimento 2) e variando la frequenza tra 100 e 20000Hz 8fascia udibile all’orecchio umano) si nota un suono emesso, il fenomeno è noto essere alla base dei microfoni. Scarica l’app Sound Spectrum Analyzer e “ascolta”.

 

 

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