Modello molecolare di magnete (ovvero dei domini di Weiss) (Museo MITI)

   Modello molecolare di magnete (ovvero dei domini di Weiss).
  Inventario D del 1937 n° 368.
 Il più semplice modello idoneo a giustificare alcune proprietà del ferromagnetismo è basato sull`ipotesi che i corpi soggetti ad essere magnetizzati siano costituiti da un insieme di piccoli magneti.
Se il corpo non è magnetizzato significa che i magnetini sono orientati disordinatamente, dando luogo ad un effetto complessivo nullo; se invece esso è sottoposto ad un campo magnetico esterno, i magnetini si orientano nello stesso verso in lunghe catene il cui risultato è la magnetizzazione del corpo stesso.
L`esemplare qui descritto è costituito da una cornice di legno che regge una lastrina trasparente (forse di celluloide).
Su di essa sono fissati alcuni aghetti di acciaio su cui possono ruotare altrettanti magnetini colorati in verde e rosso per visualizzarne le polarità.
Per eseguire la breve dimostrazione dapprima si provoca manualmente un certo disordine nell`orientamento dei magnetini che, per attrazioni e repulsioni mutue, formano comunque dei gruppi orientati; poi si avvicina al dispositivo il polo di una lunga calamita e si nota il costituirsi di un ordine collettivo.
Il procedimento può essere proiettato con una lavagna luminosa.
Storicamente il primo ricercatore ad ipotizzare che il magnetismo, che si osserva nei magneti cosiddetti permanenti, fosse dovuto a minuscole correnti elettriche circolanti all`interno delle molecole fu A. M. Ampère nel 1820 circa.
Ma il suo modello, pur se ben congegnato, incontrò molte difficoltà nello spiegare i molteplici aspetti del magnetismo.

Nel 1907 P. E. Weiss sostituì questo modello con l`ipotesi, tutt`ora ritenuta valida, che entro il materiale esistano delle zone microscopiche, dette domini di Weiss, in cui i dipoli atomici sono rigidamente paralleli ed equiversi (vedi figura sopra).
Mentre in un materiale non magnetizzato questi domini sono orientati a caso, nello stesso materiale, sottoposto ad un campo magnetico esterno, si hanno sostanzialmente due effetti: a) i domini già orientati come il campo aumentano le loro dimensioni coinvolgendo quelli vicini; b) all`interno di un dominio tutti i dipoli atomici si orientano nel verso del campo esterno. Questi effetti provocano dunque la magnetizzazione del materiale.
Quindi la validità didattica di questo dispositivo sperimentale resta intatta.
La figura 80-150 è a pag. 389 di A Catalogue of Physical Instruments catalogue 17 L. E. Knott Apparatus Company Boston 1912; rinvenibile all’indirizzo:
https://archive.org/details/catalogofphyinst00knotrich?q=Catalogue+of+Physical+Instruments .
A pag. 159 del Catalogue of Physical Apparatus  E. Leybold’s Nachfolger Cologne [1910?]; rinvenibile all’indirizzo:
https://www.sil.si.edu/DigitalCollections/trade-literature/scientific-instruments/files/52546/, si attribuisce l`invenzione del dispositivo a W. von Beetz , e il costo era di $ 5,00.
La figura dei domini di Weiss è all’indirizzo:
https://it.wikipedia.org/wiki/Dominio_magnetico

Bibliografia: L. Pearce Williams, André- Marie Ampère, Le Scienze, Marzo 1989.
E. Ravagli – R. Cerruti Sola, Fisica Applicata, Vol. II, Calderini, Bologna 1983da cui è tratta la figura con le situazioni a) e b) .
D. Halliday – R. Resnick, Fisica 2, CEDAM, Milano 1982.
M. Fazio – M. Montano, Una Fisica Nuova 2, Morano, Napoli 1984.
P. Caldirola – G. Casati – F. Tealdi, Fisica 2, Ghisetti e Corvi, Milano 1987.
L`oggetto è esposto al Museo MITI, su proposta di Fabio Panfili.
Foto di Claudio Profumieri, elaborazioni, ricerche e testo di Fabio Panfili.
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