En el diámetro interior de una esfera hueca diametralmente magnetizada como la de la imagen inferior, ¿los polos son inversos a los del exterior, o, los polos del interior son los mismos que los del exterior? Por ejemplo, si se coloca una esfera más pequeña dentro de esta esfera, ¿orientaría sus polos en la misma dirección que esta esfera (el polo en el interior de la esfera está invertido), u orientaría sus polos en la dirección opuesta (los polos en el interior de la esfera son los mismos que en el exterior)?
Respuesta
¿Demasiados anuncios?El problema es terminológico, no físico. En realidad hay dos magnitudes diferentes que reciben el nombre de "campo magnético". Está el campo ${\bf B}$ que aparece en la Ley de Fuerzas de Lorentz: ${\bf F}=q({\bf E}+{\bf v}\times{\bf B})$ (en unidades MKS). Este campo ${\bf B}$ es también la que aparece en la Ley de Faraday. Sin embargo, existe otra cantidad ${\bf H}=\frac{1}{\mu_{0}}{\bf B}-{\bf M}$ (donde ${\bf M}$ es la magnetización -la densidad del momento dipolar magnético dentro de la materia) que también se conoce frecuentemente como "campo magnético".
La confusión terminológica se debe a que, aunque ${\bf B}$ es el campo más fundamental, ${\bf H}$ es más fácil de calcular cuando hay materiales magnéticos presentes, porque ${\bf H}$ depende directamente del gratis corriente, que es lo que se controla con una batería. ${\bf H}$ también se comporta más como el campo eléctrico ${\bf E}$ que ${\bf B}$ lo hace; en particular, en ausencia de corrientes libres, ambos ${\bf E}$ y ${\bf H}$ tienen un rizo evanescente. Así que se pensó, en el siglo XIX, que ${\bf H}$ era el campo más fundamental, y ${\bf B}$ se conocía como "inducción magnética" o "densidad de flujo magnético". Hoy en día, aunque todo el mundo reconoce que ${\bf B}$ es el campo básico, y ${\bf H}$ es una cantidad auxiliar conveniente, todavía no hay acuerdo sobre qué cantidad debe llamarse "campo magnético".
En vacío, la diferencia entre el ${\bf B}$ y ${\bf H}$ no tiene importancia; sólo difieren en un factor constante. Sin embargo, en presencia de materiales magnéticos, ambas magnitudes pueden comportarse de forma muy diferente. Los polos norte y sur de un imán permanente actúan como fuentes de ${\bf H}$ con las líneas de ${\bf H}$ saliendo del polo N y terminando en el polo S. Por otro lado, las líneas de ${\bf B}$ (que siempre es divergente) forman bucles cerrados, lo que significa que apuntan en direcciones opuestas dentro y fuera de un imán permanente, ya que vuelven a su punto de partida.
He aquí una imagen de lo que ${\bf H}$ , ${\bf B}$ y ${\bf M}$ están haciendo todos dentro de un bloque de material uniformemente magnetizado.