El término magnetismo proviene de ciertas piedras metálicas llamadas magnetitas, que los antiguos griegos encontraron hace más de 2000 años en las regiones de Magnesia.
Algunas sustancias, como el acero y ciertas aleaciones de metales, se convierten en débiles imanes permanentes después de colocarse durante algún tiempo, próximos a un imán natural.
Todas las sustancias de la naturaleza sufren el efecto del magnetismo; el hierro, el níquel, el cobalto y algunas de sus aleaciones y compuestos, son atraídos por el imán y se llaman ferromagnéticos. Los materiales paramagnéticos son débilmente atraídos y otros, como el zinc, el plomo, el azufre, son rechazados por los imanes; son los materiales diamagnéticos.
Los imanes están compuestos por dos polos, el polo norte y el polo sur. Los polos semejantes se repelen y los polos opuestos se atraen. El comportamiento de los polos magnéticos se parece al de las cargas eléctricas en ciertos aspectos, pero existe una diferencia de suma importancia; pueden existir cargas eléctricas aisladas, mas no polos magnéticos aislados. Los electrones y los protones son entidades por sí mismos. Un cúmulo de electrones no precisa estar acompañado de un cúmulo de protones, y viceversa; sin embargo, un polo norte magnético no puede existir sin un polo sur, y viceversa.
Si se parte un imán en barra a la mitad, cada una de las mitades se comporta como un imán independiente.
El magnetismo está muy relacionado con la electricidad. Una carga eléctrica esta rodeada de un campo eléctrico, y si está en movimiento, también de un campo magnético. Esto se debe a las “distorsiones” que sufre el campo eléctrico al moverse las partículas.
Las cargas en movimiento tienen asociados tanto un campo eléctrico como un campo magnético.
Si bien el imán en conjunto puede estar inmóvil, está compuesto por átomos cuyos electrones están en movimiento constante. Los electrones se comportan como si se moviesen en órbitas alrededor de los núcleos atómicos. Esta carga en movimiento constituye una minúscula corriente que produce un campo magnético. Los electrones giran, además, en torno a su propio eje; un electrón en rotación alrededor de su eje constituye una carga en movimiento, y por lo tanto, genera otro campo magnético. En la mayoría de los materiales el campo producido por la rotación de los electrones alrededor de sus ejes predomina sobre el campo debido al movimiento orbital.
Todos los electrones en rotación son imanes diminutos. Dos electrones que giran en el mismo sentido constituyen un imán más intenso. Pero si giran en sentidos opuestos se produce el efecto contrario, sus campos magnéticos se anulan el uno al otro. A ellos se debe que la mayoría de las sustancias no sean imanes.
Que los alumnos y las alumnas
El docente repartirá a los alumnos algunas publicidades de diferentes “deliverys”, algunas que sean imantadas y otras tipo stickers. Luego le preguntará a los alumnos qué pueden hacer con uno y con el otro y qué ventajas trae (el sticker se puede pegar en cualquier lado, pero no es “reutilizable”).
Después indagará las ideas previas sobre cómo es que el imán se queda adherido a los metales y extenderá estos cuestionamientos a otros tipos de imanes que conozcan.
A continuación les repartirá un clip (o algún otro elemento metálico pequeño) y un imán. Les pedirá que acerquen el clip a otros clips y que se fijen qué pasa. Luego les solicitará que froten el clip contra el imán en diferentes direcciones y que lo junten nuevamente con otros clips. Posteriormente deberán repetir la experiencia, pero frotando en una misma dirección y en un mismo sentido.
Se les pedirá a los alumnos que registren las diferentes experiencias y que elaboren diferentes hipótesis a partir de lo observado.
Actividad
2
El docente repartirá imanes de barras para trabajar en grupos. Les
preguntará si creen que los imanes son homogéneos, iguales en todos lados. Luego
les pedirá que coloquen un clip en alguna parte del mismo y le vayan enganchando
otros clips hasta que se caigan. Deberán repetir la experiencia colocando el
clip inicial en diferentes partes del imán. Posteriormente realizará nuevamente
la pregunta para reafirmar lo anticipado o corregir la
hipótesis.
Actividad 3
Recuperando lo trabajado en la actividad
anterior, el docente recordará lo que ocurría cuando se acercaban diferentes
metales a un imán y preguntará si se les ocurre qué es lo que pasa al acercar
dos imanes. Los alumnos tomaran dos imanes de barra y los irán acercando poco a
poco y de diferentes maneras (rotándolos, girándolos). El docente les preguntará
lo que observan y a qué creen que se debe la atracción y la repulsión. Luego les
explicará la existencia de dos polos y que los polos iguales se rechazan
mientras que los opuestos se atraen
Actividad
4
Retomando el conjunto de experiencias anterior, el docente les preguntara si era necesario hacer que metal-imán o imán-imán se tocaran para que ya hubiera atracción o repulsión. Les pedirá que realicen una nueva experiencia, en la que deben colocar una hoja de papel sobre un imán de barra y sobre ella colocar limaduras de hierro. Se les pedirá que observen la manera en la que se distribuyen las limaduras alrededor del imán y que saquen sus conclusiones. El docente les comentará la existencia de un campo magnético y para reforzar el concepto harán otro experimento, apoyando un imán en la mesa, de tal forma que ninguno de los extremos de los polos quede en los laterales. La mesa no debe tener inclinación. Deberán ubicar una pelotita de metal a una distancia alejada del imán. Cada 2 segundos, moverla 1cm hacia el imán e ir haciendo marcas. Cuando la bolita comience a acercarse sola, hacer la última marca y repetir la experiencia con otra bolita de mayor o menor peso, y comparar los resultados. Esto dará cuenta que hay una “zona de influencia” del imán, aunque el objeto no esté en contacto directo.
Actividad 5
Se realizará una experiencia para que los alumnos para ver la polaridad del planeta. Se les pedirá a los alumnos que coloquen una brújula sobre la mesada y que observen cómo se orienta una vez que se estabiliza. ¿Hacia dónde apunta el extremo norte de la aguja?. Luego aproximar un imán recto grande a la brújula, acercando uno de los polos del mismo intentando que el norte apunte al mismo. Invertir el imán y observar lo que sucede.
Aclaración:
El presente trabajo debía
haber tratado también sobre “Campo sonoro”. No encontramos material que refiera
a este concepto, dentro de las ciencias naturales. Hemos encontrado ciertas
referencias al término en diversos estudios sobre las características acústicas
de diferentes ambientes.
Sin embargo, podríamos tomar todo lo que circunda a la palabra campo, en
el concepto de “campo magnético” y aplicar su significado en conjunto con el de
sonido. Se podría entender el campo sonoro como la zona de influencia del sonido
a partir de un punto determinado de emisión. Se podrían hacer actividades
similares, tomando el oído de los propios alumnos como uno de los elementos
necesarios para la experimentación.