¿Existe un buen experimento para demostrar la ley de Gauss para el magnetismo?

Question

Estoy tratando de idear un experimento sencillo que pueda demostrar las propiedades de la Ley de Gauss para el Magnetismo. Soy consciente de que es una representación matemática del hecho de que los monopolos magnéticos no existen (al menos hasta donde sabemos), pero ¿hay algún experimento sencillo que pueda montar y que un estudiante de secundaria sea capaz de entender (sin necesidad de física de nivel superior)?

Answer 1

Si he entendido bien su pregunta, quiere un experimento sencillo para demostrar que los monopolos magnéticos no pueden existir. La forma más sencilla de explicar esto a un estudiante de secundaria sería romper un pequeño trozo de imán, y luego hacer que el estudiante se dé cuenta de que los polos del imán no se han "dividido", sino que ambos trozos contienen dos polos.

No se me ocurre nada más sencillo que esto y yo mismo he utilizado este experimento para explicar el concepto de los monopolos magnéticos. Quizás alguno de los más entendidos aquí pueda ayudarte.

Answer 2

Un método que también se aplica a los circuitos de corriente alterna es mover un imán a lo largo de una espira conectada a un voltímetro y sumar toda la medición en el tiempo. (La suma debería ser cero, aunque los errores de medición pueden impedir un 0 preciso).

Answer 3

Tengo un ejercicio de laboratorio que utiliza una sonda de efecto Hall (Vernier MG-BTA, 58 dólares) conectada a un ordenador. Pongo un imán, mantenido rígidamente en alguna posición asimétrica, dentro de una caja de cartón cúbica con caras de 17 cm de lado. Tenemos un papel cuadrado de 17 cm con tiras de 1 cm marcadas en él. Para medir el flujo magnético a través de cada lado, orientamos la caja con esa cara hacia arriba, colocamos el papel encima y luego recogemos los datos mientras barremos la sonda de un lado a otro de las tiras con un ritmo fijo establecido por un reloj, un segundo por tira.

El software puede utilizarse para promediar los datos tomados durante el período de 17 segundos, y este promedio es una medida del flujo a través de esa cara del cubo. La rotación de la caja permite medir los seis flujos, y luego los sumamos. Para eliminar el efecto del campo ambiental, hacemos una medición en el mismo lugar del espacio, sin la caja. (El campo ambiental varía bastante dentro de mi sala de laboratorio, debido a los materiales magnéticos de los muebles y las paredes). Restamos este valor de fondo de cada una de las seis mediciones de flujo.

Este es un nuevo laboratorio que estoy empezando a probar ahora, pero parece que funciona bien. Obtengo flujos que se cancelan a más del 1% en comparación con el flujo más grande a través de cualquier lado.

Estaría bien poder hacer esto con un imán externo, pero parece físicamente incómodo y no he encontrado un método para hacerlo. También estaría bien hacer una versión eléctrica de esto.