Ogni mercoledì le innovazioni si fanno protagoniste di questa rubrica. Approfondimenti su fisica, scienza e tecnologia raccontati dagli occhi degli studenti per gli studenti.
Tra correnti e calamite: l’elettromagnetismo
L’elettricità e il magnetismo sono due argomenti che gli studenti delle superiori vedono in fisica sommariamente tra la quarta e la quinta a seconda del liceo preso; quando queste due branche della fisica si uniscono nell’elettromagnetismo e i suoi fenomeni, ci si apre un mondo immenso nel quale siamo immersi ogni giorno.
Wi-fi e Bluetooth; due parole di uso comune che muovono la nostra quotidianità e il mondo globalizzato in cui viviamo, ma come funzionano? La risposta, in breve, è grazie all’elettromagnetismo e più precisamente le radiofrequenze, dette anche “segnali RF”.
Ma l’elettromagnetismo non si trova solo nei dispositivi elettronici: le elettrocalamite nei treni Maglev (a levitazione magnetica) sono un ulteriore esempio di quanto sia utile questa branca della fisica; viene quindi spontaneo chiedersi cosa sia questo elettromagnetismo. Esso è lo studio delle interazioni tra la corrente e i magneti, quindi più specificatamente tra due campi: il campo elettrico e il campo magnetico.
Ad una prima definizione ci si arriva agli inizi del 1800, quando tre fisici europei studiano le proprietà magnetiche dovute al passaggio di corrente nei conduttori: Hans Christian Ørsted (pronunciato Œrsted), Michael Faraday e André-Marie Ampère. “Grazie a loro si è scoperto: che un filo, percorso da corrente, produce un campo magnetico, individuabile attraverso una bussola; che due fili,percorsi da corrente, interagiscono come due calamite e che un filo percorso da corrente, immerso in un campo magnetico, è soggetto ad una forza. Inoltre una sostanza ferromagnetica, sempre immersa in un campo magnetico, può essere magnetizzata; questo si visualizza attraverso il ciclo di isteresi, dimostrabile attraverso un grafico”.
Da questi studi dei primi dell’Ottocento, verso la fine del secolo stesso un altro fisico chiamato James Clerk Maxwell, prese in esame le varie formule sull’elettricità e sul magnetismo precedenti e racchiuse le possibili somiglianze nelle 4 equazioni di Maxwell, volte ad uno studio più semplice dei fenomeni elettromagnetici e che poi daranno i natali per quella che poi sarà l’elettronica.
Pochi anni dopo, infatti, Heinrich Rudolf Hertz,nel 1887, confermerà le equazioni maxwelliane e scoprirà le onde elettromagnetiche (dette hertziane appunto), punto importante per la tecnologia del tempo, odierna e del futuro perché di li a poco Guglielmo Marconi avrebbe messo a punto le prime trasmissioni radiofoniche e nel giro di un secolo, più precisamente nel 1999, Wi-fi e Bluetooth vennero creati e sperimentati come metodo senza fili (wireless) per il trasferimento di dati nel mondo digitale.
Con alcuni effetti anche interessanti: agli inizi del 2000 i primi telefoni cellulari iniziavano a spopolare cosi come i pc all’interno delle case; se i pc erano dotati di casse esterne e si stava per ricevere una chiamata, le casse captavano i segnali elettromagnetici di chiamata della connesione 2G, riproducendo dei rumori statici come quasi ad avvisare preventivamente chi era in casa. Ciò era dovuto alla poca isolazione delle casse del periodo e alla frequenza delle onde.
Per concludere, quindi, il mondo dell’elettromagnetismo e di ciò che ne deriva è vastissimo e interessante, specie per chi è un appassionato della tecnologia; per tutti coloro che hanno meno questa passione consigliamo lo stesso un piccolo approfondimento su internet sul come funzioni, in modo non solo da ampliare le proprie conoscenze, ma anche risolvere i numerosi dubbi e smontare i complotti riguardo questo campo e le sue applicazioni.
A cura di Francesco Contu
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