EL ENIGMA DEL MAGNETISMO


 

Hace varios milenios, los griegos se dieron cuenta de que la magnetita (un mineral de hierro que descubrieron en una región del Asia Menor llamada Magnesia) tenía la propiedad de atraer pequeños trozos de hierro. Se sabe también que alrededor del año 1000 los chinos habían descubierto que al poner un trozo alargado de magnetita sobre algo que flotase en el agua y se pudiera mover libremente, siempre se alineaba en la misma dirección (Norte-Sur). A este mineral posteriormente se le llamó imán natural.

 

 

Estos conocimientos propiciaron la invención de la brújula magnética, cuyo uso para orientarse se extendió a Europa a través de Oriente Medio. Sin embargo, la explicación del magnetismo se mantuvo durante mucho tiempo como un un enigma de la naturaleza.

 

A finales del siglo XIX encontramos el primer gran estudio sistemático de los fenómenos magnéticos. Lo realizó Gilbert (1544-1603), médico de la reina Isabel I de Inglaterra. En el periodo que va de 1581 al 1600 efectuó numerosos experimentos de electricidad y de magnetismo y recopiló los resultados más importantes de esas experiencias en el libro De Magnete, Magneticisque Corporibus, et de Magno Magnete Tellure; Physiologia noua, plurimis & argumentis, & experimentis demostrata (Sobre el imán y los cuerpos magnéticos y sobre el gran imán la Tierra), publicado en Londres en 1600.

 
Repasaremos ahora algunos de los aspectos principales de la fenomenología sobre el magnetismo natural:
 

 

1) Existen alguna sustancias, como la magnetita, que son imanes muy potentes, aunque se encuentran en muy poca cantidad. También es conocido que la Tierra entera actúa como un gran imán y que astros como el Sol ejercen acciones magnéticas muy importantes.

 
     
 

2) Los imanes se ejercen entre sí interacciones magnéticas, pero también actúan sobre otros objetos. Concretamente ejercen una fuerte acción atractiva sobre el hierro y el acero y, con menor intensidad sobre otros metales (por ejemplo, el níquel y el cobalto).

 
 
 

 

3) Si cogemos un trozo de magnetita y lo acercamos a limaduras de hierro, vemos que son atraídas hacia dos zonas opuestas del mineral, que se denominan polos magnéticos (polo norte y polo sur). Teniendo esto en cuenta es frecuente recortar los imanes en forma de barras de modo que los polos queden situados en los extremos. También se suelen colorear para señalar los polos norte y sur.

4) Al enfrentar a dos imanes por polos iguales, se repelen, mientras que si se enfrentan por polos distintos se atraen. En el video adjunto, filmado por alumnos de Bachillerato en el laboratorio, se observa que como consecuencia de este comportamiento la acción mutua entre dos imanes no es una simple atracción o repulsión, sino que los imanes, al mismo tiempo que se atraen y repelen, se orientan.

 

 

5) Si se fragmenta un imán, cada fragmento queda convertido en un nuevo imán, dotado de dos polos. Por mucho que se repita el proceso, todos los pedazos obtenidos actúan como imanes enteros con sus correspondientes polo norte y polo sur. Este hecho, junto con otros, pone en evidencia que el magnetismo no es una manifestación de fuerzas electrostáticas. Se podría pensar, por ejemplo, que un imán fuera un dipolo eléctrico, con carga eléctrica positiva acumulada en uno de sus extremos y carga eléctrica negativa acumulada en el otro. Si así fuera, se podrían aislar las zonas donde se concentra la carga de cada signo y esos pedazos obtenidos del imán se comportarían como objetos cargados con su respectiva carga. El hecho de que cualquier pedazo de un imán, por pequeño que sea, es también un imán incrementó durante mucho tiempo el carácter misterioso del magnetismo.

 

6) Otro fenómeno interesante y específico del magnetismo es lo que les sucede a algunos materiales después de haber sido sometidos a la acción de un imán. Los materiales, como el hierro y el acero, que son atraídos por los imanes, se pueden a su vez imantar (es decir, se convierten en imanes) cuando entran en contacto con el imán o también, por frotamiento, si dicho frotamiento se realiza siempre en el mismo sentido. La imantación desaparece rápidamente en casi todos los casos, pero en otros, como el acero, permanece durante bastante tiempo.