Il campo magnetico

Se, avvicinando due magneti, questi si attraggono o si respingono a seconda dell'orientamento dei rispettivi poli, significa che esercitano l'uno sull'altro una forza a distanza. Come per i fenomeni elettrici e per le forze gravitazionali, risulta utile descrivere le interazioni magnetiche utilizzando il concetto di campo.

Si dice che un magnete esercita attorno a sé un campo magnetico, oppure che un campo magnetico è la regione dello spazio in cui sono sensibili le forze di attrazione e repulsione esercitate da un magnete o da un insieme di magneti. Il campo magnetico è un campo di forze, quindi, analogamente al campo elettrico e al campo gravitazionale, è un campo vettoriale.

Direzione e verso del campo magnetico vengono descritti dalle linee di forza del campo, che rappresentano, in ogni punto dello spazio, la direzione lungo la quale si disporrebbe un magnetino (usato come magnete di prova per studiare il campo) posto in quel punto. Come per gli altri campi vettoriali, le linee di forza del campo magnetico sono tangenti alla direzione del campo in ogni punto e sono tanto più fitte quanto più elevata è l'intensità del campo.

Le linee di forza del campo magnetico prodotto da un magnete sono visualizzabili con un'esperienza molto semplice. Un cartoncino ricoperto di limatura di ferro viene appoggiato sopra un magnete; dando delle leggere scosse al cartoncino, la limatura di ferro si magnetizza e ogni piccolo aghetto che la compone si dispone lungo il campo magnetico, componendo il disegno della proiezione sul piano delle linee di forza del campo. Nel caso di una sbarra magnetica le linee di forza sono linee chiuse che escono dal polo nord ed entrano nel polo sud; il verso va quindi dal polo nord al polo sud (v. fig. 18.2).

Il campo magnetico terrestre

Come abbiamo visto, un ago magnetico libero di ruotare si dispone spontaneamente lungo i meridiani, con il polo nord diretto verso il Nord geografico: questo significa che la Terra è sede di un campo magnetico. Questo campo viene chiamato campo magnetico terrestre, o campo geomagnetico. Il campo magnetico terrestre può essere assimilato al campo prodotto da un magnete a sbarretta (un dipolo) le cui linee di forza escono dal polo Sud geografico (che in realtà è un polo nord magnetico), entrano nel polo Nord geografico (che in realtà è un polo sud, e infatti attrae il polo nord dell'ago di una bussola) e sono orientate come i meridiani (v. fig. 18.3).