Apparecchio per mostrare il potere succhiante del solenoide.
Serve per una dimostrazione delle azioni elettromagnetiche.
Forse fu costruito nel Montani prima del 1919. Nell`inventario del 1919, al n° 1001/67 di pag. 49, viene così descritto: “Apparecchio per la dimostrazione per le azioni elettromagnetiche con solenoide, nucleo di ferro, contrappeso, sostegno in ottone, base di legno”.
Secondo la fisica classica una calamita attrae un chiodo di ferro dolce a causa della non uniformità del campo magnetico intorno ad essa.
Giocano infatti il momento di dipolo magnetico atomico e la non uniformità del campo B.
Se il chiodo è in prossimità, per esempio, del polo nord della calamita, nella parte più vicina del chiodo viene indotto un polo sud; qui dunque l`attrazione e più forte che non la repulsione subita dalla parte opposta dove è indotto il polo nord, ne consegue la prevalenza dell`attrazione.
Tutto ciò in gergo si dice effetto marea.
Questa spiegazione comunque non è soddisfacente per vari motivi.
Una spiegazione più convincente seppure ben più complessa, è dovuta allo spin di particelle cariche, cioè ad un effetto quantistico.
Una certa analogia si trova in alcuni fenomeni di elettrostatica quando, con una bacchetta elettrizzata, si attirano dei piccoli pezzi di materiale dielettrico e ancor più quando si osserva il potere succhiante di un condensatore a facce piane nei confronti di una lastrina di materiale dielettrico.
Un solenoide, cioè un avvolgimento di numerose spire di rame, quando è percorso da una corrente elettrica continua, crea intorno a sé un campo magnetico non uniforme.
Se ad esso viene avvicinato un oggetto di materiale ferromagnetico, questo viene attratto a causa di una sorta di effetto marea dovuto alla non uniformità del campo.
Se l`oggetto in questione è immerso invece in un campo uniforme, le forze in ogni sua parte si bilanciano, e resta indifferente.
Nelle foto si vede il cilindro che verrà risucchiato all`interno del solenoide sollevando il contrappeso.
Il risucchio avviene poiché, pur se all`interno del solenoide il campo è pressoché uniforme, la vicinanza del cilindro ferromagnetico ne muta la forma, creando una asimmetria tra la parte vicina e quella più distante dalla sorgente del campo.
Il cilindro si ferma al centro della bobina, poiché si ristabilisce la simmetria.
Se si interrompe la corrente, il contrappeso solleva il cilindro, riportandolo nella posizione iniziale.
L`apparecchio col solenoide nel 1937 era in dotazione al Gabinetto di Fisica.
La figura, con la molla che sostituisce il contrappeso, è tratta dal catalogo Preiliste No. 11 über Physikalische Apparate, Chemische Instrumente und gerätshaften von Ferdinand Ernecke Präcisions-Mechaniker und Optiker. Berlin S.W. 46. del primo Novecento rinvenibile sia all’indirizzo:
https://www.sil.si.edu/DigitalCollections/trade-literature/scientific-instruments/files/51666/
sia all’indirizzo:
https://vlp.mpiwg-berlin.mpg.de/library/data/lit19758?
Bibliografia.
R. P. Feynman, R. B. Leighton e M. Sands, The Feynman Lectures on Physics, vol. II, Addison-Wesley P. C., Massachusetts 1964.
R. P. Feynman, Deviazioni perfettamente ragionevoli dalle vie battute, Adelphi, 2005, pp. 265, 266.
Foto di Daniele Maiani e di Ilaria Leoni, elaborazioni e testo di Fabio Panfili.
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