Cos'è un dipolo magnetico?
Un dipolo magnetico può essere considerato l'unità osservabile fondamentale del magnetismo. Più intuitivamente, un dipolo è costituito da due punti o poli uguali ma caricati in modo opposto. L'interazione tra questi due monopoli caricati genera un campo di forza vettoriale nell'area circostante nota come campo magnetico. Esempi familiari di dipoli magnetici includono magneti della barra, elettroni e il pianeta Terra stessa.
Sebbene sia spesso più semplice considerare materiali magnetici come i magneti della barra con due monopoli di carica elettrica, questo modello non ha successo nel descrivere il comportamento all'interno di un magnete. Inoltre, i monopoli non sono mai stati effettivamente osservati. Piuttosto, i monopoli sono particelle ipotetiche. È interessante notare che l'esistenza di monopoli è stata postulata dalla fisica teorica e l'esistenza e la natura dei monopoli è stata una domanda aperta attiva nella scienza.
Un secondo modello con cui si potrebbe considerare dipoli magnetici è quello degli attuali loop. Hans ChriStian Oersted scoprì nel 1820 che un circuito elettrico chiuso, o anello chiuso di corrente, genera un campo magnetico. Lo ha fatto posizionando un filo carico elettricamente vicino a una bussola e notando che l'ago della bussola si muoveva. L'attuale ciclo stava creando un campo magnetico che influenzava l'ago magnetico o il dipolo all'interno della bussola. Il dipolo di un materiale magnetico come un magnete a barra può essere modellato immaginando la struttura come riempito con piccoli cicli di corrente. I modelli che utilizzano questi loop attuali prevedono il comportamento all'interno di materiali magnetici con grande successo.
La forza di un dipolo viene misurata come momento di dipolo magnetico. Il momento è un vettore, il che significa che ha una grandezza o una dimensione, nonché una direzione. Quando si considerano i poli magnetici, come quelli in un magnete a barra, il momento magnetico (M) è definito come la forza dei poli (P) moltiplicata per il distanCE tra i poli (L), che può essere rappresentato dall'equazione M = PL. La direzione del momento punta dal polo sud del magnete al suo polo nord.
Il momento magnetico può anche essere definito per un dipolo magnetico creato da una corrente elettrica. In questo caso, il momento magnetico è uguale alla corrente (i) moltiplicata per l'area all'interno del ciclo di corrente, che può essere rappresentato dall'equazione M = IS. La direzione di questo momento può essere determinata dalla regola di destra. Per usare questa regola, una persona tiene la mano destra sul davanti e lascia curva delle dita o si chiude in un pugno nella stessa direzione della corrente. Il pollice destro della persona, se tenuto dritto, indicherà la direzione del momento di dipolo magnetico.