Cuando se esparcen limaduras de hierro cerca de una barra magnética, revelan la "forma" del campo magnético.
( fuente )
Pero, ¿por qué las limaduras (¿con forma de aguja?) se agrupan en trozos con espacio vacío entre ellos en lugar de simplemente girar en su lugar para alinearse con la dirección del campo magnético?
En otras palabras, ¿por qué la densidad superficial de las limaduras de hierro no es uniforme?
¡Voy a plagiar explícitamente! De Wikipedia https://en.wikipedia.org/wiki/Iron_filings . Lo dejo más o menos como está porque está mejor escrito de lo que yo lo pondría.
"Las limaduras de hierro son trozos muy pequeños de hierro que parecen un polvo ligero. Como el hierro es un material ferromagnético, un campo magnético induce a cada partícula a convertirse en una diminuta barra magnética. El polo sur de cada partícula atrae entonces los polos norte de sus vecinas, y este proceso se repite en una amplia zona creando cadenas de limaduras paralelas a la dirección del campo magnético."
Si tuviera que añadir algo a esto, para pensar más en las lagunas, diría que podría ayudar dar un paso atrás y pensar en añadir una limadura cada vez, como el experimento de la doble rendija (porque eso siempre hace que las cosas sean muy fáciles de entender, ¿verdad? ;).
Dondequiera que coloquemos la primera pieza, se alineará con el campo (porque ella misma se convierte en una barra imantada).
Pero si hemos colocado esta lima muy cerca de un extremo del imán, la fuerza magnética es fuerte: si es lo suficientemente fuerte como para superar la fricción, la lima se deslizará y tocará el imán. Otras piezas añadidas a esa región harán lo mismo. Pero, cuando se han añadido muchas, ya no hay margen de elección. La capa es unidimensional, por lo que las nuevas piezas no pueden llegar hasta el imán principal; tienen que conformarse con colindar con las limaduras existentes. Al final, la región se llena por completo: las densas regiones negras de los extremos.
Cuando añadimos una lima más lejos de los extremos del imán, éstos siguen alineados con el campo magnético porque la fuerza magnética es lo suficientemente fuerte como para superar la fricción local que se produce al girar. Pero no es lo suficientemente fuerte como para hacer que la lima se deslice físicamente hacia el imán. Si añadimos otra lima muy cerca de esa, sentirá la nueva fuerza magnética de la primera y se moverá para pegarse a ella: N-S-N-S. Si añadimos una tercera un poco más lejos, estará demasiado lejos para sentir las 2 limaduras y girará, pero permanecerá donde está. Una vez que termines con algunas cadenas de NSNSNSNS aquí y NSNSNSN allá, se reforzarán más y más. Otras limaduras nuevas "querrán" unirse a una de estas cadenas, en lugar de quedarse en el espacio "vacío". Así, las cadenas quieren hacerse cada vez más gruesas, pero los espacios quieren permanecer vacíos.
Pero en algún momento, dejamos de añadir archivos. ¡Y tal vez /esta/ sea la explicación clave, entonces! ¿Y si no paramos pero seguimos añadiendo más archivos? El siguiente archivador caerá en un hueco pero se moverá y se pegará a una cadena. La siguiente hará lo mismo. Y la siguiente, y la siguiente. Poco a poco, todo el espacio se irá agotando, y toda la zona alrededor del imán acabará tan sólidamente empaquetada como la zona cercana a los extremos. Será una gran masa negra de limaduras alineadas.
Eso no sería una demostración muy buena de las líneas del campo magnético, así que si mi razonamiento es correcto, sólo querrás tener un número limitado de limaduras cuando hagas estas demostraciones - y de forma similar, ¡Wooly Willy! ( https://en.wikipedia.org/wiki/Wooly_Willy )
Gordon Panther
La densidad superficial de las limaduras es mayor en las regiones donde el campo magnético es fuerte. Además, las limaduras magnetizadas se atraen entre sí, lo que aumenta aún más la densidad superficial en las regiones de mayor campo magnético.
Tampoco se trata de una gran desviación del comportamiento esperado y podría cambiar con las condiciones experimentales.
El campo al principio, cerca del imán, está muy localizado, lo que significa una densidad muy alta, y a medida que se alejan se dispersan, lo que hace que la densidad disminuya.
Consideremos el ejemplo del sol: en el exterior de la superficie solar la temperatura es de millones de grados, lo que significa que la energía sería del orden de Peta vatios por metro cuadrado, pero cuando llega a la tierra sería de unos 500-1000 vatios por metro cuadrado. Otro ejemplo sencillo: marque cinco puntos al azar en un globo que no esté inflado. Ahora empieza a inflarlo, a medida que soplas más y más aire los puntos se separan y es proporcional al cuadrado del radio.
I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.
