Sobre la carretera de la electricidadEl magnetismo de los imanes y la electricidad esttica

TOMO 1A los filsofos de la Naturaleza de ayer, de hoy y de maana.

PrefacioPara ella muy gran mayora de nosotros, la electricidad representa o de las grandes empresas de produccin o de transporte de energa, una factura a pagar a finales del mes o un choque elctrico, esta- decir cierto peligro, una fuerza misteriosa. Sin embargo, la electricidad sostiene de manera fundamental nuestra comodidad y nuestro bienestar, as como la organizacin de nuestras sociedades. Somos ciertamente conscientes de nuestra extrema dependencia con respecto a la electricidad, y nos enteramos de ello muy cuando existe las grandes averas de corriente.A la inversa de las otras fuerzas fundamentales de la naturaleza, la gravitacin, la fuerza nuclear y la fuerza electro-dbil, que hemos aprendido tambin a comprender, a utilizar y a controlar hasta cierto punto, la fuerza elctrica ha entrado en nuestras vidas y nuestras sociedades de un modo que ha transformado completamente los medios de transportarnos, de alimentarnos, de instruirnos y de cuidarnos.Sin embargo, comprendemos mal lo que es exactamente la electricidad. El objetivo de la magnfica obra Sobre la carretera de la electricidad firmada por Pierre Langlois es de demostrar por la historia y la experimentacin que la electricidad, esta fuerza invisible, puede ser sentida, dirigida y comprendida; la electricidad es nuestra gran aliada para hacer frente a los desafos que pone la demografa creciente al entorno y a los recursos naturales del que descolgamos. Ms importante, Pierre Langlois describe la fascinante aventura del descubrimiento de la electricidad y del magnetismo, unificados al siglo diecinueve por el fsico James Clerk Maxwell. El paso intelectual de esta hermosa historia representa uno de los ms hermosos cuadros de la historia de las ciencias y de las tcnicas. Pierre Langlois pinta este cuadro con una direccin extraordinaria.En esta obra nica, Pierre Langlois desgarra elegantemente el velo que esconde la naturaleza de la electricidad y sus millares de manifestaciones, unos son fuerte extraos en efecto. El autor lo hace de un modo que fascinar a la vez a los jvenes y menos jvenes. Asombrar tambin a los peritos, los ingenieros, los fsicos y todos los profesionales quienes obran directamente en los dominios empalmados a la utilizacin de la electricidad.Sobre la carretera de la electricidad es una gua extraordinaria para un viaje fascinante a travs de las experiencias extraordinarias que podris cumplir con los medios simples. Emocin, creatividad y placer de ello son las palabras clave.El autor, Pierre Langlois, es no slo un cientfico riguroso y erudito, pero tambin un pedagogo sin igual. Demuestra en esta obra una gran habilidad tcnica y una soberbia sensibilidad a la eficacia del aprendizaje. La concepcin y la realizacin de las experiencias descritas en esta obra representan un chefd'oeuvre pedaggico.Saled de viaje Sobre la carretera de la electricidad y vos dejis guiar por Pierre Langlois. Preparaos a varios excursiones hacia vuestras chatarras y farmacias preferidasJean-Ren RoyAstrofsicoDirector cientficoObservatorio Gemini, Hawai,

AgradecimientosEl primera nadie que querra agradecer del fondo del corazn es mi esposa, Lopoldina, que siempre me ha apoyado en esta aventura. Ha debido componer a menudo con un marido ausente, quien ha pasado de los millares de horas sobre este proyecto, en ms de su trabajo regular. Sus crticas positivas han contribuido a menudo a devolver ms claras mis explicaciones, pues como me lo dice a menudo: "Si puedo comprender, yo que no soy una cientfica, es un artista, los otros deberan comprender igualmente." La vida me ha daado permitindome caminar, desde 1972, con una mujer tambin cmplice y comprensiva.Un feliz azar ha querido que encuentre a Marie - Dominic Labelle en 1984, cuando trabajaba alBarzoneada del Seminario de Quebec, hoy el Museo de la Amrica francesa. Buscaba a un cientfico quien podra colaborar con el Museo para poner en su sitio una actividad para los jvenes, utilizando su maravillosa coleccin de instrumentos cientficos antiguos. Me ha brindado as la ocasin de poner a punto acrcala pedaggico del presente obra, basada sobre la historia y las experiencias caseras. No ha parado nunca de alentarme desde y de abrirme de las puertas. Le estar siempre grandemente agradecido para todo lo que ha hecho y aprovecho de ello para saludar su entusiasmoy su dinamismo contagioso.Marie-Dominic Labelle me ha hecho encontrar a Gilles Angers, del diario El Sol de Quebec, en septiembre de 1984. As es como es nacida una hermosa colaboracin que me ha forzado a poner sobre papel los primeros esbozos del presente libro en una crnica semanal para los jvenes, en el peridico. Estoy muy agradecido a Gilles Angers de me haber enseado un estilo de escritura que permiteun contacto ntimo con el lector. Sus consejos me han sido muy precioso y su carcter caluroso y jovial ha transformado nuestros encuentros en partes de placer.De los encuentros espordicos con dos fsicos, que admiro para su empeo al nivel de la pedagoga, me han estimulado enormemente. Se trata de Jean-Ren Roy, del observatorio Gemini a Hawai, y Louis Taillefer, de la universidad de Sherbrooke. Querra exprimirles aqu mi profunda gratitud para sus alientos sinceros tan motivadores. Son de los ejemplos vivientes comoqu puede hacerse un trabajo muy serio y acaparando todo conservando intacto su sentido de la admiracin y su humanismo.Querra agradecer tambin calurosamente a Jean - Marc Gagnon y Arena movediza Morin, mis editores, quienes han credo en m desde nuestro primer encuentro, varios aos antes de la aparicin de este libro. Saludo su empeo y su perseverancia en materia de difusin de la cultura cientfica.Para efectuar las bsquedas histricas, he podido contar dichosamente sobre dos centros de referencias particularmente ricas en escritos cientficos antiguos. Se trata de la Biblioteca del Seminario de Quebec del Museo de la civilizacin, as como la seccin de los Libros raros yrecolectbamos especiales de la Direccin de las bibliotecas de la universidad de Montreal. Agradezco particularmente a dos bibliotecarios, Mmes Tran a Quebec y Simoneau a Montreal.Me debo igualmente de subrayar el collaborationde mis nios, Julie, Hlne y Michel, lo mismo quesus amis(es. Han querido hacer muy yo parte de sus comentarios y ayudarme a validar varios aspectos de Sobre la carretera de la electricidad. Sus alientos lo mismo que aqullos de mi familia y de mis amis(es, han sido igualmente de un gran consuelo. Les de ello estoy todo muy agradecido.La vida ha informado sobre mi camino un hombre bueno del sistema de educacin, Jacques Samson, antiguo docente, director de escuela, luego director de Comisin escolar.Le exprimo aqu mi profunda gratitud para los maravillosos cambios "filosficos" que hemos tenido sobre la educacin de los jvenes de hoy, cuando nuestras mltiples excursiones a bici en la naturaleza.Por fin, agradezco, de un modo todo especial, los jvenes quienes han asistido a mis talleres y quien, con sus grandes ojos brillantes, su sed de conocimientos y su actitud agradecida me ha incitado a perseguir esta "colecta pedaggica" para encontrar de los modos de encender en ellos de las llamas y no slo almacenar de los conocimientos.

PrefacioUna necesidad a llenarLa fsica es lo que se llama una ciencia dura, y aparece ingrata a muchos jvenes. Sin embargo, puede descubrirnos tantas maravillas sobre el universo que nos rodea, que sean sobre los tomos, las galaxias, la electricidad o la luz.Para estimular el gusto de las ciencias cerca de los jvenes, se es visto aparecer, desde algunos decenios, de los organismos de promocin del tiempo libre cientfico. En este contexto, varios libros de despertar cientfico de calidad han visto el da. Sin embargo, estos libros, que se dirigen a los jvenes de menos de 12 aos, no proponen, generalmente, un paso pedaggico estructurado para el aprendizaje de una ciencia.El paso pedaggico es actualmente la herencia de los manuales escolares, en que se encuentra una aproximacin antes formal de la fsica, con un acento importante puesto sobre las matemticas. Este aspecto de las ciencias es evidentemente necesario, pero carece otros aspectos importantes y cautivadores, que se encuentra en Sobre la carretera de la electricidad.Esta obra se halla a la mitad del camino entre los libros de despertar cientfico y los manuales escolares. Los docentes encontrarn una documentacin complementario estimulante para sus cursos de fsica, y los adolescentes, una diversin cientfica a su nivel.Historia y experiencias caserasSobre la carretera de la electricidad es dividida en tres volmenes que presentan un relato viviente y estructurado, integrante estrechamente la historia de las ciencias y la experimentacin casera.El acento es puesto sobre la comprensin del paso de los sabios y la reproduccin de sus experiencias histricas con la documentacin que se encuentra en se o a la chatarra del barrio. El nivel matemtico es mantenido a su estricto mnimo y las pginas son ilustradas abundantemente de grabados antiguos, para el aspecto histrico, y de imgenes de sntesis, para ilustrar las experiencias caseras.Infografa Al principio, el autor haba pensado fotografiar las experiencias que haba puesto al punto, para ilustrarlas.Pero, ha aparecido rpido que el infografa ofrece ms de posibilidades, devolviendo los detalles ms explcitos y fciles a comprender. El autor ha optado pues por las imgenes de sntesis que ha dibujado s mismo.Emocin, creatividad y placerEn esta nueva aproximacin, la emocin, la creatividad y el placer son al honor. En la vida, la emocin suscitada por una experiencia vivida nos marca ms profundamente que si se fuera tenida la intencin de hablar sencillamente.Es de ello igualmente en ciencia. Realizando si mismo una experiencia cientfica, la emocin de admiracin que se sigue favorece la integracin de los conocimientos.Sin contar que experimentando s mismo, puede variarse las condiciones de la experiencia para comprobar ciertas hiptesis que nos vienen al espritu. Este paso experimental refuerza la comprensin de los fenmenos y valoriza al aprendiz sabio quien duerme en cada uno de nosotros.Otra parte, un(e) bon(ne, cientfico no puede apoyarse nicamente sobre de los conocimientosIntelectuales. l (ella) debe igualmente tener una buena dosis de creatividad. Es pues importante favorecer el desarrollo de esta calidad. Ahora, lo que nos propone la historia de las ciencias, es justamente la historia de la creatividad. De ms, el hecho de reproducir las experiencias de los grandes sabios, con la documentacin domstico, letrero al lector el arte de crear a partir de poco de cosa.Por fin, los ojos brillantes y en blanco de los jvenes quienes hacen las experiencias, como el autor ha visto a menudo, son una prenda del placer que encuentran. Y el placer constituye una gran fuente de motivacin para facilitar el aprendizaje.Jvenes y menos jvenesEn efecto, el autor ha concebido esta obra recordando lo que tendra si mismo querido tener como primer curso de electricidad y de magnetismo, antes de abordar el aspecto ms formal y matemtico.Sobre la carretera de la electricidad se dirige principalmente a los jvenes de 13 aos y ms, pero tambin a todo nadie que quiere saber ms sobre la gran aventura de la electricidad, que sea una mam, un abuelo o tambin un, cientfico chevronn(e.Pequeos tesoros histricosTambin los fsicos o los ingenieros de experiencia encontrarn de los pequeos tesoros de conocimiento que no han aprendido nunca a lo largo de su formacin general. En efecto, la historia de las ciencias es si poco presente dentro de los establecimientos de enseanza que muchas experiencias y razonamientos de los sabios del pasado no son ms conocidos. Estos pequeos tesoros de la historia facilitan sin embargo mucho nuestra comprensin de los fenmenos.Para encontrarlas, el autor ha debido leer abundantemente el escrito original de los sabios quienes han marcado la historia de la electricidad. Ha hojeado igualmente ms de 80 000 pginas de las revistas cientficas del siglo diecinueve para encontrar de las ilustraciones y de los artculos de inters.El presente y el futuroPero Sobre la carretera de la electricidad no llevo nicamente sobre la historia antigua. Los desarrollosTecnolgicos recientes son igualmente al honor. Se trata, entre otro, de los micromiroirs electrostticos al corazn de los proyectores numricos de nuestros cines caseros, de las pilas a combustible y de los coches elctricos, de la futura propulsin magntohydrodynamique de los navos, unos termopila que alimentan en electricidad nuestras sondas espaciales, de los superconductores, etc.

Unas experiencias ms accesiblesCuando sus primeras conferencias sobre la historia de la electricidad, el autor utilizaba ciertos aparatos escolares para demostrar los fenmenos. Estos aparatos, aunque muy tiles en clase, son a menudo voluminosos y cuestan caro. Sin contar que con el nmero de aparatos de demostracin que se encuentra normalmente en las escuelas, la cantidad de experiencias que puede realizarse es limitada antes, a menudo para las razones presupuestarias.Para que el aprendizaje de los fenmenos elctricos y magnticos de base sea ms accesible, importaba encontrar otra cosa. As es como el autor ha sido trado a desarrollar un cincuentena de experiencias caseras sobre la electricidad y el magnetismo, que se encuentra en Sobre la carretera de la electricidad.Tres volmenesLa realizacin de una obra como Sobre la carretera de la electricidad requiere un trabajo de varios aos jornada completa, cosa que el autor debe hacer a tiempo parcial. Tambin, para devolver ms rpidamente disponible la documentacin ya finalizada, la obra ha sido dividida en tres volmenes.El presente libro constituye el primer volumen. Se trata del magnetismo de los imanes y de la electricidad esttica, de la antigedad a nuestros das.El segundo volumen se refiere a las pilas elctricas y las propiedades de las corrientes elctricas continuas.Se habla, entre otro, de los motores elctricos, de los telgrafos y del alumbrado elctrico, partiendo del fin del siglo dieciocho hasta nuestros das.El tercer volumen descubre los secretos de la induccin electromagntica, que hace funcionar nuestras centrales elctricas, de las olas electromagnticas y de los electrones. El perodo cubierto se escalona del comienzo del siglo diecinueve hasta nuestros das.De los episodiosEn esta gran aventura, cada descubrimiento importante es el objeto de un episodio de una a cuatro pginas. Los episodios son divididos generalmente en dos secciones. En la seccin Un poco de historia, se encuentra la descripcin del descubrimiento, repuesta en su contexto histrico. Ella seccin Al laboratorio, cuando est presente, rene las informaciones necesarias para la realizacin de una experiencia casera semejante a la experiencia histrica al origen del descubrimiento.La aproximacin compuesta, bajo forma de episodios, devuelve el paso del lector-experimentado ms progresivo y permite sealar fcilmente los diversos descubrimientos en el conjunto de la obra. De ms, los jvenes encuentran una valorizacin inmediata pues pueden lograr rpidamente una experiencia y comprender un descubrimiento.Cinco nivelesCada episodio es caracterizado por un nivel que se escalona de 1 a 5, segn los siguientes criterios.Nivel 1: Este nivel se dirige a todas las personas de 13 aos y ms. Las experiencias que se encuentra son simples y fundamentales. Son ideales para despertar la curiosidad de ellas nios de 6 con 12 aos, bajo la supervisin de una persona responsable.Nivel 2: Este nivel se dirige a todas las personas de 13 aos y ms que quieren adquirir un conocimiento general de los principales descubrimientos referente a la electricidad y el magnetismo. Las personas quienes no se orientan hacia una carrera cientfica, pero quien quiere mejorar sencillamente su cultura en ciencia o satisfacer su curiosidad se parar generalmente a este nivel.Nivel 3: Este nivel se dirige a todas las personas de 13 aos y ms de que la curiosidad cientfica es ms marcadas. Estas personas no se dirigen necesariamente hacia una carrera cientfica, pero quieren saber un ms.Nivel 4: Los episodios de este nivel exigen de los conocimientos de base en lgebra o pueden contener de los razonamientos ms elaborados. Este nivel se dirige a las personas de 15 aos y ms quien se dirigen probablemente o son ya en una carrera cientfica o tcnica.Nivel 5: Los episodios de este nivel se dirigen principalmente a de los estudiantes en fsica a la universidad y a de los fsicos.Una progresin en dientes de sierraPara evitar que Sobre la carretera de la electricidad presente una historia descosida y difcil a seguir, la aproximacin no es puramente cronolgica. La progresin de los descubrimientos es presentada antes en "dientes de sierra."Cada captulo cubre los temas abordados partiendo de su descubrimiento hasta nuestros das. As, se encuentra los ltimos desarrollos tecnolgicos en cada uno de los tres volmenes de la presente obra.Las referenciasUnas referencias son presentadas a finales de cada episodio, cubriendo el asunto tratado en el episodio en pregunta. La mayora de estas referencias conciernen la historia de los descubrimientos y describen de las obras antiguas, pues hay muy poco hoy da de libros de historia de las ciencias. Muchas de estas referencias se dirigen pues a aqullos o a stas que querra, un da, empujar ms lejos su colecta histrica.ReagruparseEl autor sugiere que los jvenes se reagrupen para hacer las experiencias, pues los intercambios de ideas son muy benficos al paso cientfico. Al hacer esto, podrn repartir igualmente el placer y los gastos para la documentacin.Los sabios pueden encontrarse en cierne en un club-ciencias a la escuela o reunirse entre amigos en casa.Los organismos de tiempo libre cientfico y los campos de vacaciones podran organizar igualmente de los talleres

ndiceLa salida de una gran aventuraEpisodio 0-1 nivel 1 Dos piedras misteriosas al origen de la ciencia de la electricidad Captulo 1: El magnetismo de los imanesEpisodio 1-1 nivel 1 Un adivino chino descubre la brjula Episodio 1-2 nivel 1 Los imanes se atraen o se rechazan, segn su orientacin Episodio 1-3 nivel 2 El magnetismo es canalizado por el hierro y destruido por el calor Episodio 1-4 nivel 2 De los cascos de hierro aumenta la capacidad de levantamiento de los imanes Episodio 1-5 nivel 2 La Tierra se porta como un grueso imn Episodio 1-6 nivel 2 William Gilbert descubren por qu el hierro es atrado por un imn Episodio 1-7 nivel 2 De las parcelas de hierro hace aparecer los "campos magnticos" Episodio 1-8 nivel 2 De los "fluidos" y de las "molculas" para explicar el magnetismo Episodio 1-9 nivel 3 Una mejor comprensin del fenmeno de la imantacin Episodio 1-10 nivel 4 Culombio mide las fuerzas entre los polos magnticos Episodio 1-11 nivel 4 La balanza a torsin magntica, un instrumento de medida ingenioso Episodio 1-12 nivel 3 El viento solar produce de los ciclos y de las tormentas magnticas Episodio 1-13 nivel 5 Gauss medida la amplitud del campo magntico terrenal Episodio 1-14 niveles 2 y 3 La evolucin de los imanes artificiales Episodio 1-15 nivel 2 Las aplicaciones de los imanes permanentes Captulo 2: La electricidad estticaEpisodio 2-1 nivel 1 Un torniquete para detectar la presencia de electricidad esttica Episodio 2-2 nivel 1 Una mquina electrosttica descubre la repulsin elctrica Episodio 2-3 nivel 2 Conductores y aislante elctricos Episodio 2-4 nivel 1 Dufay descubre dos clases de electricidades diferentes Episodio 2-5 nivel 2 El frotamiento separa las dos electricidades presentes en la materia Episodio 2-6 nivel 2 Separar las dos electricidades de un objeto, sin tocar, Episodio 2-7 nivel 2 El lectrophore producido de la electricidad esttica a repeticin Episodio 2-8 nivel 2 Embotellar la electricidad; el condensador elctrico Episodio 2-9 nivel 2 Benjamin Franklin hecho bajar la electricidad de las nubes Episodio 2-10 nivel 2 Una jaula metlica aisla de las fuerzas elctricas Episodio 2-11 nivel 4 El descubrimiento de la ley que rige las fuerzas elctricas Episodio 2-12 nivel 4 El reparto de la electricidad a la superficie de un objeto conductor Episodio 2-13 nivel 3 Faradio descubre las propiedades dielctricas de los aislante Episodio 2-14 nivel 2 Los electroscopios, los lectromtres y el cilindro de Faradio Episodio 2-15 nivel 3 La jaula de Faradio funciona en los dos sentidos Episodio 2-16 nivel 2 La evolucin de las mquinas electrostticas a frotamiento Episodio 2-17 nivel 3 Las mquinas electrostticas a influencia Episodio 2-18 nivel 2 La tensin elctrica y las chispas Episodio 2-19 nivel 3 Un "montacargos" elctrico produce de los millones de voltios Episodio 2-20 nivel 3 Los aceleradores electrostticos PelletronTM y sus aplicaciones Episodio 2-21 nivel 2 Menos de polucin gracias a la electrosttica Episodio 2-22 nivel 2 La electrosttica accin de dar las cartas nacimiento a la fotocopia por xerografa Episodio 2-23 nivel 2 El micrfono-electrosttico revoluciona la proyeccin de imgenes Episodio 2-24 nivel 3 La propulsin electrocintica; el fenmeno de los "lifters" Referencias ndice

La salida de una grande aventuraEl saque del centro de nuestra carretera de la electricidad se remonta a 2 600 aos en el pasado. Ha sido efectuado por un gran sabio de la Grecia antigua que ha descrito las propiedades misteriosas de dos piedras: el mbar y el imn.El imn es al origen de nuestros conocimientos sobre el magnetismo, que haceel objeto del captulo 1 de este libro. El mbar, de su costado, es al origen de nuestros conocimientos sobre la electricidad esttica, que es el objeto del captulo 2. La electricidad y el magnetismo han sido mucho tiempo dos ciencias separadas, hasta que los sabios del siglo diecinueve descubran que los fenmenos elctricos y magnticos sonntimamente atados, como lo veremos en el volumen 2 de Sobre la carretera de la electricidad.

DOS PIEDRAS MISTERIOSAS A EL ORIGENDE LA CIENCIA DE LA ELECTRICIDADUn poco de historia~ 600 av. J. - C.La gran aventura cientfica que emprendemos empieza hay alrededor de 2 600 aos con un hombre del nombre de Tales de Milet, que naci en Grecia en el ao 640 antes de Jesucristo.Este hombre a las mltiples facetas ha sido mercantil, ingeniero, matemtico y sobre todo filsofo. l ha viajado mucho, en Egipto en particular. Se presume que son durante sus numerosos viajes que ha hecho el conocimiento del mbar y de la magnetita, dos cuerpos a los poderes muy misterioso. Estas dos piedras tenan un poder de atraccin y, segn los textos que han sido conservados, Tales habra sido el primero a hablar de ello.La electricidadPedazo de mbar con un insecto encarcelado

Sers sorprendido sin duda de aprender que el mbar (figura 1) es una resina vegetal que colaba sobre la corteza de rboles gigantescos en tiempos de los dinosaurios.Despus de se haber alojado de los millones de aos bajo tierra y sufrido de las enormes presiones, estos terrones de resina han endurecido y se han vuelto de los fsiles. A menudo, el mbar contiene de los insectos quien tienen ansidos encarcelados, como sobre la figura 1, a partir de la que una segunda fotografa ha sido sacada de ms cerca de, enfocando sobre el insecto en el interior.Los griegos de la antigedad fabricaban de las hermosas alhajas con el mbar, del que el nombre griego era lektron. Como lo habrs adivinado, este Este el origen de la palabra "electricidad."Tales nos cuenta que despus haber frotado el mbar contra un tejido de lana, poda atraer de las sustancias ligeras, como las pequeas puntas de paja o de las briznas de hierba. Es este simple observacin de nuestro filsofo sabio quien es al origen de la ciencia de la electricidad. Descubriremos, en efecto, que es la misma fuerza que atrae las puntas de paja y quien hace circular el corriendo en nuestros hijos elctricos. Asombrando, no verdadero?El magnetismoImn, mineral de xido de hierro llamado "magnetita") quien atraigo dos trombones enhierro, con motivo de la atraccin magntica.

La otra piedra que ha utilizado a Tales es el "imn" (figura 2) que poda encontrarse no lejos de una ciudad de Asia Mineure llamada Magnesia. La palabra "magntica" viene justamente del nombre de esta ciudad. Este imn es hecho de ello un mineral de xido de hierro que se llama "magnetita." Si el mbar debe ser frotado para demostrar su poder de atraccin, es de ello de otra manera del imn quien, ella, tiene la propiedad de atraer de los pedazos de hierro sin haber sido frotada. As, esta otra observacin ha dado nacimiento a la ciencia del magnetismo.Como lo veremos ms lejos sobre nuestra "carretera", en el volumen 2, es slo al siglo diecinueve que el hombre descubrir la atadura estrecha que existe entre el magnetismo y la electricidad. Pero no anticipemos demasiado y regresamos a la antigedad.La imantacin por contactoAl tiempo de Tales, se era observado igualmente que este poder de atraccin del imn poda ser comunicado a de los clavos de hierro cuando stos eran frotados suficientemente mucho tiempo sobre la piedra. Estos pedazos de hierro podan, a su torre, atraer otros pequeos pedazos de hierro aun cuando no estaban ms en contacto con el imn.Es el fenmeno de la imantacin por contacto.

Dos puntas activasPor otro lado, toda persona mnimamente observador, habiendo intentado atraer un pedazo de hierro con una piedra de magnetita, realiza, despus de algunas pruebas, que la fuerza de atraccin de la piedra es concentrada en dos regiones diametralmente opuestas sobre la piedra. ste es como si una piedra de magnetita tuviera dos "puntas activas" que se llamar los dos "polos magnticos" ms tarde de un imn (ver el episodio 1-2).

Al laboratorioLa atraccin elctricaDesde Tales, se es descubierto que otras sustancias, a parte el mbar, podan manifestar una fuerza de atraccin elctrica despus de haber sido frotada.Entre estas sustancias, el plstico, un producto del siglo veinte, es adaptado particularmente para nuestra experiencia. Una regla o un peine de plstico har muy bien el negocio.Frota repetidas veces el peine en tu pelo. El peine y tu pelo deben ser secos para que eso funcione bien. Podrs atraer luego, con el peine, de los pequeos objetos ligeros como las puntas de papel higinico, figura 3, o todava pequeos pedazos de corcho que habrs desatado de un tapn. De los pequeos pedazos de un estropajo de gomaespuma harn igualmente el negocio.Puedes utilizar tambin una regla de plstico que frotars vigorosamente, de los dos costados, contra un estropajo de gomaespuma muy seca. Como lo veremos y lo comprenderemos ms lejos, la humedad perjudica a la buena marcha de este gnero de experiencias.La atraccin magnticaPara experimentar la atraccin magntica, importar procurarte de los pequeos imanes. Las encontrars en las tiendas que venden de la documentacin para el bricolaje en electrnica, o todava en una buena chatarra.Los imanes que convienen mejor, para el conjunto de las experiencias de este libro, son en ferrita y tienen la forma de un buuelo aplastado de 2,5 cm de dimetro alrededor de. Utiliza una pila de estos pequeos imanes para atraer un clavo de hierro (figura 4). Intenta atraer de otros materiales, como el papel, de aluminio, del plstico, del bosque, de los pisos de moneda, etc.Comprobars que ciertos pisos de moneda son atrados. Es la presencia de nquel en estos pisos quien en es la causa. El nquel, que se porta como el hierro, no era conocido en la antigedad.

Documentacin requiri-un peine de plstico-una regla de plstico-un estropajo de gomaespuma-algunos pequeos imanes llanos en ferrita, de 2,5 cm de dimetro alrededor de-un tapn de corcho-del papel higinicoLos imanes que se fabrica atraen hoy el hierro con ms a la fuerza que una piedra de magnetita

-del papel de plata-un clavo de hierro

Las materias plsticas, que no existan del tiempo de Tales, se portan como el mbar y son fciles a encontrar por todas partes de nosotros. Un peine o una regla de plstico que se frota en suspelo, cuando stos son muy secos, pueden atraer fcilmente de los objetos ligeros como los pequeos pedazos de papel higinico, de corcho o todava de gomaespuma.

CAPTULO 1El magnetismo de los imanesDespus de los griegos, son los chinos quienes toman a la diva en la ciencia del magnetismo, inventando la brjula cerca de 300 av. J. - C. Esta invencin ha tenido de las repercusiones considerables sobre la navegacin, permitiendo a los grandes, exploradores de aventurarse ms lejos, sin perder el norte.Al Edad Media, Pierre de Maricourt ensea cmo localizar dos regiones buenas especiales en los imanes. Llama estas dos regiones, diametralmente opuestas, el polo Norte magntico y el polo Sur magntico de la piedra. Demuestra por ella squito que los polos magnticos semejantes se rechazan y que los polos magnticoscontrarios se atraen.William Gilbert, el "Galileo del magnetismo", ingresa en juego en finales del siglo diecisis. ste genial mdico ingls demuestra que la Tierra es hecho de ello un grueso imn y que ste es la razn para la que alinea las agujas imantadas de las brjulas. Introduce igualmente el concepto de campo a la fuerza magntico, popularizado en 1644 cuando Descartes publica los dibujos de las configuraciones tomadas por las parcelas de hierro derramadas alrededor de los imanes.Importar esperar a Charles-Augustin Coulomb antes de que de otros descubrimientos importantes sean efectuadas sobre el magnetismo, en 1777. Este gran sabio determina en primer lugar la mejor manera de imantar de los barrotes de acero, para fabricar de mejores brjulas para los navos. Inventa luego un instrumento de medida ingenioso, la balanza a torsin, que utiliza para medir las fuerzas entre los polos magnticos de los barrotes imantados. Sus experiencias la traen a deducir la presencia de "molculas magnticas" en el interior de los imanes y a comprender mejor el fenmeno de la imantacin. Construye igualmente un instrumento muy sensible para estudiarlas "enloquecimiento" ocasionales de la aguja de las brjulas, cuando las "tormentas magnticas", que se asociar a las gigantescas explosiones a la superficie del Sol ms tarde.En lo que concierne a la fuerza el campo magntico de la Tierra, Gauss concibe, en 1832, un mtodo de medida muy preciso que permite determinar su intensidad a diferentes lugares del planeta. Abre as la calle a la ciencia del geomagnetismo.La fabricacin de imanes artificiales antes de 1820 consista en imantar de los barrotes de acero frotndolas con los imanes. Luego que Oerstedio los haya descubierto efectos magnticos de las corrientes elctricas, en 1820, los ingenieros las imantarn barrotes de acero con la corriente elctrica.Es slo al siglo veinte que se ver aparecer de las aleaciones ms elaboradas que el acero para fabricar de los imanes artificiales. As es como nacer los imanes en alnico en los aos 1930, los imanes en ferrita en los aos 1950, y ellas imanes superpuissants al neodimio en los aos 1980. Estos ltimos son en trende revolucionar literalmente el mundo de los motores elctricos.Sin tardar ms, penetremos en este universo casi mgico de los imanes.

Episodio 1-1 nivel 1UN ADIVINO CHINO DESCUBRE LA BRJULAUn poco de historiaUn contexto muy particular ha devuelto posible un descubrimiento que deba revelarse capital parala navegacin. Es gracias a una tradicin china antigua de adivinacin que la brjula ha visto el da en China alrededor de 300 aos delantero Jesucristo, en efecto.Una cuchara que predice el porvenirUna de las tcnicas utilizadas a la poca para predecir el porvenir consista en poner una cuchara en equilibrio sobre una placa de bronce muy educada y a hacer girarla, cuando varios smbolos erandispuestos por todas partes. Cuando la cuchara paraba, su mango apuntaba hacia un smbolo particular y el adivino tiraba de ello una inspiracin para predecir el porvenir de las personas quienes lo consultaban.Es una cuchara semejante, tallado en una piedra de magnetita, que parece haber constituido la primera brjula (figura 1).

Reproduccin de una brjula china antigua de la dinasta de Han (206 av). J. - C. 220 apr. J. - C., segn un modelo conservado al Museo de la historia de China a Pekn (Beijin).Esta reproduccin es fabricada por el Institut central de bsqueda sobre el hierro y el acero", aPekn, y punza hacia el Sur. Es vendida para los fines educativos y como acordarse.

Un adivino inspiradoAs, es probable que un da un adivino, habiendo observado el poder misterioso de una piedra de magnetita, haya tenido la idea de cortar una cuchara para ganar, cuando sus sesiones de adivinacin, de el espritu mgico que pareca habitar esta piedra. Como lo hemos visto al episodio 0-1, dos "puntas" de la piedra de magnetita son ms activas. Es pues lgico pensar que nuestro adivinochino haya cortado su cuchara de modo que sus puntas corresponden a las "puntas activas" de la piedra.Experimentando con su cuchara de magnetita, ha sido sorprendido seguramente muy de realizar que se alineaba de ellemme, siempre en la misma direccin norte-sur. Esta alineacin que se producede tanto ms fcilmente que la placa de bronce y la cuchara son muy educadas, con objeto de no ofrecer ninguna resistencia a la rotacin de la cuchara.De todos modos, sepa que ste est experimentando aparentemente de la clase, con una cuchara de magnetita, que los chinos tienen, los primero, observados las propiedades de orientacin del imn. Se encuentra de las alusiones a esta "cuchara mgica" en la literatura china que fecha deel perodo "Zhan Kuo" (480 a 221 antes de Jesucristo.De las agujas flotantesMs tarde, los chinos han hecho flotar una piedra de magnetita en un tazn y la dejaban orientarse. Luego han imantado, por contacto, una aguja de hierro que ponan en una paja y que hacan flotar, en un tazn relleno de agua.Los rabes y los italianosSon los rabes quienes transmitieron este conocimiento en Europa al siglo doce. Es slo al comienzo del siglo catorce que los italianos han introducido la "brjula a pivote" que se utiliza todava hoyda.Impacto sobre la navegacinPuedes imaginar que esta invencin ha tenido de las repercusiones considerables sobre la navegacin, pues los marineros no tenan se alejaban de las costas, y ste, aunque el tiempo fuera nublado, el sol y ellasestrellas que no pueden entonces ms ayudarlas a orientarse. As, el comercio martimo se ha desarrollado mucho y los grandes exploradores han podido descubrir otros continentes.Declinacin magnticaCuando su viaje al curso del cual ha descubierto Amrica, Cristbal Coln ha observado que la aguja de la brjula no apuntaba siempre precisamente hacia el norte geogrfico.En efecto, sobre de los largos recorridos, la aguja de la brjula cambia progresivamente su ngulo con la direccin de la estrella polar.En efecto, el polo magntico de la Tierra situada al norte es a alrededor de 1 000 km del polo Norte geogrfico, en el Grande Norte canadiense, y se desplaza de alrededor de 40 km/an en direccinde Rusia.Se llama "declinacin magntica" el ngulo entre la direccin del norte geogrfico y aquella de ellabrjula.

Al laboratorioPara reconstituir la brjula histrica de nuestro adivino chino, te bastar con recoger los pequeos imanes que hemos utilizado en nuestra experiencia anterior (episodio 0-1, sobre la fuerza,)de atraccin magntica.Lugar cinco o seis imanes en una cuchara a t metlico, tal y como ilustrado sobre la figura 2. Luego, depositars un pequeo espejo de aseo bueno a la horizontal sobre una mesa. Es importante de bienlimpiar el espejo y la cuchara con un lquido comercial para la limpieza de los cristales para que la cuchara escurra la mejora posible sobre el espejo. Deja la magia de la naturaleza hacer su obra y manjar una pequea etiqueta, carta N o S, a cada punta de tu pila de imanes para identificar el costado que hace frente al norte, N, y el costado que hace frente al sur (S).Pero esta brjula "histrica" es un poco voluminosa y no tan mucho apropiada para las otras experiencias donde necesitaremos una brjula ms pequea. Esta brjula "ms prctica" es ilustrada sobre la figura 3. Para realizarla, te importar imantar en primer lugar por contacto dos agujas a coser de cuatro centmetros alrededor de.Toma pues tu pila de imanes y froto la cabeza de tus agujas, a lo largo de una decena de segundos, sobre uno de las puntas de tu pila, decimos ste que acabas de etiquetar luego con un N. Frotte la punta de las agujas sobre la otra punta de tu pila de imanes.Luego, utiliza una tapadera de plstico de cinco a seis centmetros al centro del cual insertars una chinche metlica a cabeza llana.Para completar la brjula, recorte una pequea arandela de dos centmetros en una bandeja de poliestireno, tal y como aqullos que se utiliza para el embalaje de los pedazos de carne. Taladro un agujerode cuatro milmetros al centro, con un clavo, e inserto las agujas en la arandela, tal y como ilustrado. Manjar un poco de agua en la tapadera y hago flotar tu arandela con las agujas. La chinche impedir a la arandela ir a pegarse sobre el borde de la tapadera. Finalmente,identificars el costado norte por un N y el costado sur por un S.Para que tu brjula indique bien el norte, importar asegurarte que no sea cerca de un objeto de hierro. Es posible que la experiencia no funcione de modo optimal si la haces enun edificio de hormign armado, pues hay mucho hierro en tal edificio.Alejo igualmente los imanes de tu brjula, pues los imanes interaccionan entre ellos como lo veremos al episodio que sigue.

Documentacin requiriBRJULA HISTRICA un pequeo espejo de aseo una cuchara a t metlico 6 pequeos imanes llanos de 2,5 cm de dimetro alrededor deBRJULA PRCTICA una tapadera de plstico de 5 o 6 cm una arandela de poliestireno de 2 cm 2 agujas de costurera de 4 cm una chinche metlica a cabeza llana 6 pequeos imanes llanos

Una brjula "histrica" Una brjula "prctica"Para saber de ello ms La ciencia china y el occidente, por Joseph NEEDHAM, coll. Pinchados Ciencias, Editbamos del Umbral, Pars, 1973. T Riddle of t Compass, por Amir D. ACZEL, Harcourt Inc., Nueva York, 2001. "El Canad pierde el norte", Aurlie DELGLISE, vuelto a ver Quebec Ciencia, mayo de 2002, p,. 9 y 10. Model Si Nan of Han Dynasty, desdoblando descriptivo acompaando la brjula por la figura 1.

Episodio 1-2 nivel 1 LOS IMANES SE ATRAEN OSE RECHAZAN, SEGN SU ORIENTACINUn poco de historiaAl siglo doce, la penetracin de la brjula en Europa suscit mucho inters. Es lo que incit al francs Pierre de Maricourt (figura 1, a estudiar mucho ms el magnetismo en detalle,).Este erudito medieval era de veras con antelacin sobre su tiempo.Los polos magnticos en primer lugar, define, en una carta que escribe en 1269, los polos magnticos de un imn: Grabado que representa aparentemente a Pierre de Maricourt (Museo de la civilizacin)

Debes saber que esta piedra lleva en ella el parecido del cielopues en el cielo hay dos puntos notables alrededor de los cuales se mueven la esfera celeste como alrededor de un eje, un llamado polo Norte y el otro polo Sur. Igualmente en esta piedra encontrars dos puntos de que un es llamado polo Norte y el otro polo Sur.Para encontrarlas, puedes emplear diversos medios. Uno consiste en dar a la piedra una forma ronda Luego pones una aguja o un pedazo de hierro largo, equilibrado como una,aguja y, siguiendo la direccin que toma el hierro, se marca una lnea que divide la piedra en dos [figura 2].Se pone luego la aguja en otro lugar de la piedra, y en este lugar se marca igualmente una nueva lnea.Y puede hacerse eso en varios lugares: todas estas lneas concurrirn en dos puntos como todos los crculos del mundo, que se llama acimutes, concurren hacia los dos polos opuestos del universo.Sabiendo reconocer los dos polos de esta piedra, aprenders cul es polo Norte y que es polo Sur.Tomo un vaso de madera redonda como un tazn o una compotera y manjar la piedra de modo que sus dos polos sean a la misma distancia del borde. Manjar entonces este vaso, con la piedra dentro, en otro gran vaso lleno de agua, de modo que la piedra sea en el primero como un navegante en un navo y el primero [vaso] en el segundo, muy grande, como un navo flotante sobre un ro o sobre el mar La piedra as puesta hace girar el primer vaso hasta que su polo Norte sea en la direccin del polo Norte del cielo y su polo Surhacia el polo Sur del cielo *La interaccin entre los polos Localizacin de los polos magnticos

Luego, describe cmo interaccionan los polos magnticos. Para ste hacer, hace flotar un imn esfrico en un tazn de madera, como describe ms alto, y tiene otra piedra en sumano.Nuestro sabio francs hace observar que el polo Norte del imn que tiene crecimiento el polo Norte de la piedra que flota. Igualmente, el polo Sur de la piedra que tiene crecimiento el polo Sur de la piedra que flota.En cambio, si acerca el polo Norte a un imn del polo Sur de otra piedra, estas dos extremidades se atraen. La gran ley que nos lega es pues:Dos polos magnticos semejantes se rechazan y dos polos magnticos contrarios se atraen.Las agujas de una brjula interaccionan entre ellas de la misma manera que los imanes.Dos polos inseparablesPierre de Maricourt nos ensea igualmente que es imposible separar los dos polos. Si se rompe una aguja magnetizada en dos, los dos polos aparecen en cada uno de los dos pedazos (ver la figura 4).Al laboratorioMarchemos pues sobre los pasos de Pierre de Maricourt y reconstituimos, a nuestra manera, las experiencias que ha hecho. Para ste hacer, necesitaremos nuestras brjulas del episodio anterior.1Repulsin entre los polos semejantes de los imanes

Te importar fabricar en primer lugar un segundo conjunto "arandela de poliestireno-agujas imantadas." La imantacin de las agujas se acostumbra segn el procedimiento expuesto al episodio 1-1. Deja tu conjunto alinearse en la direccin norte-sur, sustituyndolo al primer conjunto que has fabricado ya para la "brjula prctica" y haciendo flotarlo. Marca con la carta N el costado que indica el nortey con un S el costado que indica el sur.En nuestras agujas de brjula se son convertidas ellas mismas de los imanes cuando las hemos frotado sobre los imanes llanos. De ms, hemos localizado e identificado sus polos magnticos, segn la definicin que nos ha dado a Pierre de Maricourt.Interaccin entre los polos de las agujas de una brjula

Te bastar con acercar el polo Sur a tu segundo conjunto de agujas imantadas cerca del polo Sur del conjunto de tu brjula (ver la figura 3) ahora y de observar, por ti mismo, lo que pasa.Haz la misma cosa acercando un polo Norte a un polo Norte y finalmente acercandolos polos contrarios Norte y Sur.Para comprobar que los dos polos magnticos de una aguja imantada no pueden ser separados,retira una aguja imantada de tu segundo conjunto. Utiliza luego una pinza cortante paraseccionar la aguja y presente cada una de las extremidades de las mitades de aguja a uno de los polos de tubrjula. Podrs as comprobar, utilizando la ley de interaccin de los polos magnticos, que ellaspolos contrarios aparecen all donde hemos cortado la aguja en dos, (figura 4). Pareceimposible de aislar un polo Norte o un polo Sur; aparecen siempre en par.Puedes hacer otra experiencia todava ms espectacular para comprobar las leyes de atraccin y de repulsin de los polos. Utiliza dos pilas de los imanes llanos de los que identificars los polos Norte ySur, como en el anterior episodio, con la "brjula histrica". Un lpiz a coloreary una bobina de hilo mantendr los imanes en levitacin (figura 5).

Este extracto en francs se ha librado del libro de Edmond BAUER, El electromagnetismo ayer y hoy, en Albin Michel, Pars, 1949. Existe una edicin inglesa de la carta de Pierre de Maricourt, dicho Petrus Perigrinus,: T Letter of Petrus Perigrinus se t magnet, por el hermano Arnold, McGraw Publishing Company, Nueva York, 1904,. Edicin ms reciente como captulo en el libro T Free-Energy Device Handbook, tiene compilacin of patentes & saldos, compilado por David Hatcher Childress, en Adventures Unlimited Press, Stelle, Illinois, 1995,.

Episodio 1-3 nivel 2EL MAGNETISMO ES CANALIZADO POR EL HIERROY DESTRUIDO POR EL CALORUn poco de historiaEn 1589 parece un libro muy interesante intitulado La magia de la naturaleza. Este libro es llenado de"maas de magia" que puede realizarse utilizando sencillamente las leyes de la naturaleza. Las lentejas que forman he aqu de las imgenes agrandadas, la electricidad y el magnetismo que presentan de las fuerzas misteriosas, los asuntos de los que tratan este libro escrito por Giambatista Della Porta, un italiano viviente a Npoles.El hierro canaliza el magnetismoEn lo que concierne el magnetismo, Llev nos hablo en este libro de dos descubrimientos importantes.El primera descubierto concierne el desvo de las fuerzas magnticas por una placa de hierro. Se dirige compruebo en efecto que aplicando una placa de hierro sobre un polo magntico de una piedrade imn, la fuerza de atraccin del polo de la piedra se encontraba apartada hacia los bordes de la placa, cuando se crea que la virtud del imn no poda ser desviada por ningn cuerpo.Todo pasa como si el hierro canalizara la fuerza magntica.Algunos aos ms tarde, William Gilbert, un hombre de ciencias ingls de cruzamen, estudia este fenmeno en detalle. Relata los resultados de sus experiencias en su libro De Magnete,parecido en 1600. La figura 1, ms abajo, se ha librado de este libro. Gilbert pone una placa de hierro Tiene, en forma de disco, sobre uno de los dos polos C de una piedra de magnetita, tallado en forma de esfera,(ver la figura 1). Observa entonces una diminucin considerable de la fuerza que ejerce normalmente el polo C sobre la aguja B de una brjula, situada frente a este polo. Esta diminucin de la fuerza le es revelada por la lentitud con la que la aguja se orienta, cuando se la desva de su posicin de equilibrio.El calor destruye la imantacinEl otro descubrimiento, trada por Llev en su libro, concierne la destruccin de la imantacin por el fuego. Observa que calentando un imn hasta que se ruborice, su poderde atraccin para el hierro desaparece, tambin despus de lo haber enfriado. Es de ello igualmente para un pedazo de hierro que habra sido imantado por contacto; cuando se lo calienta suficientemente fuerte y mucho tiempo, pierdesu imantacin (figura 2).Sin embargo, si el enfriamiento se hace muy lentamente y que el imn o el pedazo de hierro no se mueve a lo largo de este tiempo, aparecer, de nuevo, una imantacin en la direccinnorte-sur. El nuevo polo Norte magntico har frente al norte y el nuevo polo Sur magntico har frente al sur.Una pea volcnicaSabemos hoy que la magnetita es una pea, compuesta principalmente de xido de hierro, procedente de la lava volcnica que se ha resfriado lentamente, que da as nacimiento a una imantacin de la magnetita en la direccin norte-sur.Calentando al rojo un pedazo de hierro imantado, este herrero de el Renacimiento le quita su fuerza de atraccin magntica.

1 Experiencia de William Gilbert que ensea que una placa de hierro Tiene, situada sobre uno de los polos C de una piedra de magnetita, disminuye por lejos la influenciade este polo sobre la aguja B de una brjula.

Esta imantacin de la magnetita es mucho ms fuerte que aquella del hierro que habra sido calentado y enfriada lentamente.

Al laboratorioVamos, nosotros mismos, hacer nuestro aprendizaje de la "magia de la naturaleza",haciendo algunas experiencias sobre el poder de atraccin de los imanes, a travs diferentes materiales.Se tratar, en un primer tiempo, de intentar atraer un pequeo tornillo de hierro por medio de uno de los polos de una pila de los imanes llanos, pero interponiendo diferentes materiales entre el tornillo y la pila de imanes. Estos materiales debern tener algunos milmetros de espesor a lo sumo.Utiliza, por turno, un molde a pastel de aluminio, te aseguro que est bien de aluminio comprobando que el imn no adhiere, un pequeo plato en cermica, una tapadera de plstico y un cuadrado de cartn. Comprobars que la fuerza de atraccin magntica atraviesa todos estos materiales(figura 3).

Ahora, interpon, entre el tornillo y la pila de imanes, uno de las hojas de hierro de un viejo pernio de puerta(figura 4).

Esta hoja de pernio har las veces de placa de hierro. Poniendo la pila de imanes justos sobre el tornillo, realizars que el tornillo no ha levantado!La fuerza de atraccin del imn atraviesa el cartn y hecho pegar el tornillo a su superficie inferior. Es de ello igualmente para los otros materiales, salvado para el hierro

Tu tornillo ser atrado bien, sin embargo, si le presentas el ribete de la hoja de pernio, como sobre la figura 5. Todo pasa como si la fuerza magntica del imn fuera desviada y canalizada, porEl tornillo es atrado por el ribete de la placa de hierro; adhiere sin problema

una placa de hierro, hacia los bordes de la placa.Una placa de hierro (pegando de pernio de puerta) desva las fuerzas magnticas del imn hacia sus bordes e impido la atraccin del tornillo bajo la placa.

Es al episodio 1-9 que comprenderemos mejor lo que pasa

Documentacin requiri-4 imanes llanos de 2,5 cm de dimetro alrededor de-un viejo pernio de puerta de casa de hierro-un molde a pastel de aluminio-una tapadera de plstico-un pequeo plato en cermica-un cuadrado de cartn de 10 cm-un tornillo de hierro de 2 de 3 cm con su tuerca-2 borradoresPara saber de ello ms-De Magnete, William Gilbert, edicin original en latn, Londres, 1600. Reproduccin inglesa:Dover, Nueva York, 1958.

Episodio 1-4 nivel 2DE LOS CASCOS DE HIERRO AUMENTANLA CAPACIDAD DE LEVANTAMIENTO DE LOS IMANESUn poco de historiaEl hierro no hace que desviar las fuerzas magnticas; puede concentrarlas igualmente y amplifcarlas, lo que permite levantar de los objetos de hierro ms pesado.Es lo que nos trae William Gilbert, mdico al patio de Inglaterra y pionero del magnetismo, en su libro De Magnete publicado en 1600.De los cascos de hierroEste gran sabio nos ensea que fijando de los "cascos de hierro" sobre los polos de un imn, esta ltima puede levantar de los objetos de hierro ms pesado que sin estos cascos o armazones.Describe igualmente otra experiencia con tres imanes, as armadas de cascos de hierro. Cuando se rene estas piedras por sus polos, una piedra puede levantar los dos otro (ver la figura 1). Esto es inimaginable sin armazones de hierro, pues un imn "desnudo" no consigue levantarotra piedra "desnuda."Utilizar los dos polosMs tarde, a los 17 y 18 siglos, los cientficos han construido de los imanes armados capaces de levantar de los objetos de hierro todava ms pesado.Sabiendo que las fuerzas magnticas emanan principalmente de los dos polos de un imn, han pensado desviar estas fuerzas del mismo costado de la piedra, para poder utilizar los dos polos, juntos, para levantar los objetos de hierro.La figura 2 nos ensea este gnero de piedra armada. Unos fijaciones de cobre mantienen los dos armazones de hierro en contacto con los polos magnticos de la piedraIlustracin tirada del libro de Gilbert, intitulado, De Magnete, publicado en 1600, enseando,tres imanes (magnetita, armadas,)levantndose una el otro por sus polos.Los armazones de hierro, sobre los polos, aumentanla fuerza de atraccin entre las piedrasy permiten a un imn de enlevantar dos o tres otro.

Una piedra de magnetita armada, tal y como se las fabricaba a los 17 y 18 siglos, con ellas,armazones de hierro, en azul, sobre cada uno desus polos, prolongndose sobre un mismo costado,de la piedra. Estos armazones de hierro desvanlas fuerzas magnticas de los dos polosdel mismo costado de la piedra, lo que permite,de levantar todava de los objetos de hierro mspesados que con los armazones del gnero destas utilizado por Gilbert (figura 1).

Al laboratorioLa experiencia ilustrada sobre la figura 3 es una de ms impresionantes del presente libro.Cuando Gilbert nos dice que un imn puede levantar un objeto de hierro tres o cuatro veces ms pesadas, cuando se recupera el polo utilizado con un pedazo de hierro, vamos, en lo que nos concierne, decuplicar la "capacidad de levantamiento" de dos pequeos imanes llanos en ferrita!Si podemos hacer mejor que este gran sabio, este no es slo porque nuestros imanes son ms fuertes, pero tambin con motivo de la forma de los diferentes objetos en causa: imanes, arandela llana de hierro, hojas de pernio de puerta.La arandela de hierro ofrece, en efecto, a la vez un muy buen contacto con los polos llanos de nuestros imanes y con el borde rectilneo de una hoja de pernio.Procrate pues cuatro o cinco viejos pernios de hierro para las puertas exteriores de casa, las dimensiones de estos pernios son de alrededor de 9 cm 3,5 cm 3 mm. Con dos pequeos imanes llanos en ferrita, de alrededor de 2,5 cm de dimetro, intentado levantar una sola hoja de una de los pernios, enel prensil por su borde ms estrecho (ver la figura 3). Deberas llegar apenas.Luego, inserta una arandela llana de hierro, del mismo dimetro que los imanes, entre stos y la hoja de pernio, encontrars una arandela del buen dimetro en una chatarra.Vers que la hoja adhiere fuertemente a la arandela. Haciendo eso, tienes, en efecto, cubierto uno de los polos de tu pila de imanes de una placa de hierro. Ahora, cuntas hojas de pernio puedes levantar? Para el saber, debes slo atar de ello juntos varios, por medio de pequeas tornillo y de sus tuercas, como sobre la ilustracin cicontre.Con dos pequeos imanes llanos en ferrita, de alrededor de 2,5 cm de dimetro, podrs levantar apenas uno de las dos hojas de un pernio de puerta exterior de casa.En cambio, si aplicas una arandela llana de hierro, del mismo dimetro que ellaspequeos imanes, sobre uno de los polos, podrs levantar, con este polo, hasta una,decena de las hojas agregados uno al otro por medio de pequeas tornillo y de sus tuercas!

Deberas poder de ello levantar nueve o diez! Para eso, tengo la arandela entre tus dedos, pues adhiere ms fuertemente al hierro que a los imanes. Si tienes slo los imanes, la arandela,despegese.Veremos al episodio 1-9 que el hierro es constituido de "molculas magnticas" que se portan como los pequeos imanes, libres de orientarse. Eso tiene para efecto de canalizar y de concentrar las lneas del campo magntico, y de aumentar el poder de levantamiento de un imn.

Documentacin requiri-2 imanes llanos de 2,5 cm de dimetro-4 o 5 viejos pernios de hierro para las puertas exteriores de casa-8 a 10 tornillo de hierro, de 2 a 3 cm, con sus tuercas,-una arandela llana de hierro, del mismo dimetro que los imanes

Para saber de ello ms-De Magnete, William Gilbert, edicin original en latn, Londres, 1600. Reproduccin inglesa:Dover, Nueva York, 1958.

Episodio 1-5 nivel 2LA TIERRA SE PORTACOMO UN GRUESO IMNUn poco de historiaHacia el fin de los aos 1500, dos hiptesis prevalecen para explicar el hecho que la aguja de ellabrjula se alinea en la direccin nor sud. Girasol o montaas?

Unos creen que el imn se vuelve siempre hacia la estrella polar, aquella que indica el norte y alrededor de la que las otras estrellas parecen girar, un poco como esta flor gigante que se llama "girasol", que se vuelve siempre hacia el Sol.De otro, por otro lado, piensan que se encuentra, al norte, de las enormes montaas de imanes (magnetita, segn la denominacin moderna.Piensan igualmente que puede ser peligroso acercarse en barco, por temor de que todos los clavos no sean arrancados por la fuerza de atraccin magntica.Es William Gilbert, mdico de la reina Elisabeth 1re de Inglaterra quien, en 1600, trae una explicacin racional basada sobre la experiencia.La brjula "pica de la nariz"Nuestro sabio parte de un fenmeno que haba sido observado por varios marineros de su poca ya sea la aguja de una brjula tiende a "picar de la nariz", aunque se otorga todo el cuidadonecesario para poner el pivote en lleno centro de la aguja.ste est queriendo reglar este problema que un fabricante londinense de instrumentos cientficos, Robert Norman, hizo, en 1581, la siguiente experiencia (figura 1).La experiencia de la aguja imantada flotante en un vidrio, realizada por Norman.

Atraves no un pequeo pedazo de corcho con una aguja de acero imantada que ajust de manera que sea muy horizontal cuando la haca flotar. Quit gradualmente de las partculasde corcho, hasta que la aguja flote bajo la superficie del agua, asegurndose que quedaba siempre horizontal tom luego delicadamente la aguja y la imant frotndola sobre una piedrade imn, todo cuidando de no desplazar el pedazo de corcho. Introduciendo de nuevo la aguja imantada en un vaso de vino relleno de agua, celleci tom entonces una posicin de equilibrioIlustracin 2El polo Norte de una aguja imantada punza cada vez ms hacia el suelo cuando se desplazahacia el norte, sobre la Tierra.

inclinada. La alineacin de la aguja quedaba en la direccin norte-sur, pero apuntaba hacia el suelo.Reproduciendo esta experiencia a diferentes lugares sobre la Tierra (figura 2), los marineros han observado que la aguja apuntaba cada vez ms hacia el suelo cuando se dirigan hacia el norte.Se llama inclinacin magntica el ngulo que hace la aguja de la brjula con un plano horizontal.Gilbert analiza y explicaConociendo estos hechos, William Gilbert cort una piedra de magnetita en forma de esfera. Apod esta piedra esfrico "terrella." Localiz luego los polos magnticos de la piedra, utilizando el mtodo enseado por Pierre de Maricourt, que hemos aprendido en el episodio 1-2. Disponiendo por todas partes de las brjulas de un terrella (figura 3) nuestro sabio mdico comprob que se portaban como a la superficie de la Tierra; picaban de la nariz cuando acercaba a los polos.Concluye de ello que la Tierra se portaba como un grueso imn en forma de esfera.El polo Norte es un polo Sur!Ilustracin de Gilbert que ensea varios agujas de brjula alrededor de un terrella.Los polos magnticos son en C y en D.

El polo magntico de la Tierra, situado al norte, es hecho de ello un polo Sur magntico, pues atrae elpolo Norte magntico de la aguja de una brjula. Se sabe en efecto que dos polos magnticos contrarios se atraen. Es el modo de definir los polos magnticos que arrastran esta ambigedad (episodio 1-2).

Al laboratorioHoyda, sera difcil procurarse un imn en forma de esfera.Por eso nos utilizar, antes, una pequea pila de nuestros famosos imanes llanos, que dispondrs en un plato a postre, tal y como ilustrado en la figura 4.Los polos de esta pila de imanes pueden ser identificados por medio de la "brjula histrica" descrita ael episodio 1-1. Se puede suspender igualmente la pila de imanes al cabo de un hilo, guardando el eje de la pila a la horizontal. Se deja luego la pila orientarse, y la punta que hace cara al norte es el polo Norte magntico de la pila de imanes.El plato representa un "loncha" de la Tierra, y su reborde corresponde a la superficie de la Tierra. El elstico, utilizado para mantener en lugar la pila de imanes, simboliza el ecuador terrenal.El eje de rotacin de la Tierra es asociado pues a una direccin vecina del eje de tu pila de imanes.Hay muchas brjulas sobre la ilustracin, pero, en efecto, debes slo utilizar de ello una sola, que desplazars durante el reborde del plato.Observa bien la brjula picar de la "nariz" o del "trasera", segn el polo magntico del imn hacia que te diriges.Es de ello igualmente a la superficie de la Tierra; el polo magntico Norte de la aguja de una brjula punza cada vez ms hacia el suelo cuando se dirige hacia el norte, sobre la Tierra.Documentacin requiri-la brjula "prctica" que hemos fabricado al episodio 1-1-un plato a postre de 15 de 20 cm de dimetro-una faja elstica-una pila de 5 o 6 imanes llanos en ferrita de 2,5 cm de dimetro alrededor de-del hilo

Una experiencia semejante a aquella de William Gilbert y quien nos demuestro que el comportamiento de una brjula alrededor de un imn reproduce lo que se observa alrededor de la Tierra. Todo pasa como si hubiera un imn en el interior de la Tierra, con sus polos magnticos alineados en una direccin cerca de aquella del eje de rotacin de la Tierra. La faja elstica sobre esta figura representara la lnea del ecuador terrestr

Para saber de ello ms-De Magnete, William Gilbert, edicin original en latn, Londres, 1600. Reproduccin inglesa:Dover, Nueva York, 1958.

Episodio 1-6 nivel 2WILLIAM GILBERT DCOUVRE POR QUEL HIERRO ES ATRADO POR UN IMNUn poco de historiaEn el episodio 1-2, hemos visto de qu manera haba descubierto Pierre de Maricourt, en 1269 que dos imanes pueden atraerse o rechzarse segn los polos que se hacen cara.En cambio, un pedazo de hierro no imantado es atrado siempre por un imn, importa poco el polo del imn que acerca al pedazo de hierro.No hay nunca repulsin. Por qu? He aqu otra pregunta que se ha puesto nuestro mdico buscador ingls, William Gilbert (figura 1, de la que hemos hecho el conocimiento en los tres),ltimos episodios.Una primera experienciaNuestro cientfico tenaz concibe pues una experiencia que le permitir encontrar una respuesta a su pregunta.Suspende no un pequeo tallo de hierro imantada, situada horizontalmente, utilizando un hilo agregado al centro del tallo. Acerca luego un imn al tallo, sin el tacto con la piedra. Comprueba que el tallo de hierro toma la misma direccin que tomara la aguja imantada de una brjula que tiene el mismo largo que el tallo.Le viene entonces al espritu que aparece quizs de los polos magnticos en el tallo de hierro, como encuentra de ello se en la aguja de una brjula. Para comprobar esta hiptesis, cuando el tallo de hierro es cerca del imn, presenta sucesivamente, a cada uno de las puntas del tallo de hierro, el,polo Norte magntico de un barrote imantado. Observa lo mismo que uno de las puntas del tallo de hierro es atrado por el polo Norte del barrote imantado, cuando la otra punta del tallo es rechazada por ste.Todo pasa pues como si el tallo de hierro se pusiera imantado de modo temporal cuando era puesta en presencia de un imn. Retirando el imn, los polos magnticos del tallo desaparecen. Puede ver eso con su barrote imantado pues ste atrae entonces las dos puntas del tallo de hierro y no en crecimiento ninguno.Se nombra esta imantacin temporal una imantacin inducida. Siendo atrado por un polo de imn el hierro, habrs adivinado sin duda que dos polos contrarios interaccionan. El polo induce, en la regin del pedazo de hierro vecina inmediata del polo del imn, es un polo contrario al del imn.Te recuerdas, en efecto, que un polo Norte magntico atrae un polo Sur, e inversamente. Una segunda experienciaCon objeto de confirmar sus deducciones, Gilbert concibe una segunda experiencia. Suspende, por los hijos, dos pequeos tallos de hierro no imantadas, audessus del polo Norte magntico de un imn esfrico (figura 2). Comprueba cuando los dos pequeos tallos se rechazan.Este comportamiento corresponde bien a las deducciones que haba hecho. En efecto, las puntas de los tallos cerca del polo Norte magntico del imn adquieren cada uno un polo Sur induce, y los dos polos Sures se rechazan, como es el caso entre los polos Sures de dos tallos imantados. Es de ello igualmente para los otros dos puntas de los tallos, aqullos que es ms alejados del imn, en que aparece de los polos Norte inducidos, que se rechazan ellos mismos.Hierro y aceroPuede llegar que una dbil imantacin persiste en el tallo de hierro luego que se sea retirado el imn, pero esta imantacin es frgil y puede ser invertida fcilmente o eliminada. En cambio, el acero (mezcla de hierro y de un poco de carbono) puede conservar una parte importante de la imantacin inducida, sobre todo si se trata de acero mojado, acero sobrecalentado y enfriado rpidamente mojndolo en un lquido.

William Gilbert (1544-1603) (Museo de la civilizacin) biblioteca del Seminario de Quebec. William Gilbert en: T Electrical World, Nueva York, May 30, 1891.

Experiencia de Gilbert sobre la imantacin inducida.El polo Norte magntico de un imn esfrico es indicado por la carta C.Acercando dos pequeos tallos a hierro de este polo, aparece en las puntas Tiene y B, aqullos quien son el ms cerca del polo Norte C, de los polos Sures magnticos que se rechazan,

Al laboratorio Reproduzcamos, en nuestro labo domstico, la primera experiencia de William Gilbert. Tienes a utilizar slo tambin el material que al episodio anterior. Te importar fabricar otra arandela de poliestireno de dos centmetros.Los tallos de hierro imantados sern las agujas de tu brjula. Te hace falta igualmente no dos tallos de hierro imantadas, que conseguirs cortando de los trombones metlicos desdoblados, al mismo largo que tus agujas, utilizando una pinza cortante.Es importante asegurarte que estos tallos de hierro no son imantados comprobando que no atraen de los objetos de hierro ligero, como los corchetes, por ejemplo. Luego, inserta tus dos tallos de hierro, no imantadas, en la arandela de poliestireno, como para tu brjula (figura 3). Utiliza una aguja a coser para horadar los agujeros en el poliestireno antes de insertar los tallos de hierro.Desplaza tu brjula rellena de agua alrededor del plato, y hago utilizando igualmente no los tallos de hierro imantadas en lugar de las agujas imantadas de tu brjula. Vers que los tallos de hierrose portan como si fueran imantadas.Mientras que tus tallos no imantadas son en la tapadera de la brjula, cerca del reborde del plato, aproximacin uno de las puntas de tus agujas imantadas, digamos sus polos Norte magnticos,de uno de las puntas de tus tallos de hierro que flotan, luego de la otra punta de tus tallos.Comprobars que una punta de los tallos es atrada, cuando la otra punta es rechazada, como si haban dos polos magnticos contrarios. Puedes identificar tambin de que polo se trata, sabiendo que dos polos semejantes se rechazan.Comprobars lo mismo que el polo inducido en la extremidad de los tallos de hierro el ms cerca del imn es contrario al polo del imn que le hace cara.Por fin, aleja no la tapadera con los tallos de hierro imantadas lejos del imn, y compruebo que tus agujas imantadas atraen las dos puntas de tus tallos de hierro, como si los polos que parecan presentes hubieran desaparecido. Puedes rehacer igualmente la segunda experiencia de Gilbert por medio de un imn en ferrita rectangular de la que los polos magnticos son sobre las dos ms grandes superficies. Contacto dos trombones de hierro por medio de una punta de hilo, tal y como ilustrado en la figura 4. Vers los dos trombones rechazarse cuando las acercars al imn.

Documentacin requiri-documentacin del episodio 1-5-un imn en ferrita rectangular de 2 cm 5 cm 1 cm alrededor de, con los polos sobre las grandes superficies-una arandela suplementaria de poliestireno de 2 cm cortados directamente una bandeja utilizada para el embalaje de pedazos de carne-4 trombones metlicos que sirven para retener de los papeles -del hilo-algunos corchetes metlicos para grapadora de despacho

Reconstitucin de la primera experiencia de Gilbert sobre la imantacin inducida.

Reconstitucin de la segunda experiencia de Gilbert sobre la imantacin inducida. Episodio 1-7 nivel 2 DE LAS PARCELAS DE HIERRO HACEN APARECERLOS "CAMPOS MAGNTICOS"Un poco de historiaCuando se derrama no de las finas parcelas de hierro magnetizadas alrededor de un imn, se forma de las hermosas figuras. Se descubre a la fuerza de las lneas invisibles, pareciendo salir del imn.Este descubrimiento interesante ha sido hecho por nuestro clebre mdico ingls William Gilbert, y ha sido popularizada por un filsofo francs muy conocido, Ren Descartes. Este ltimo ha sido elde primero a publicar de las reproducciones de estos maravillosos dibujos o "espectros magnticos" (figura 1), en un libro ttulo Los principios de la filosofa, parecida en 1644.La imantacin inducida dibujaLa explicacin de este fenmeno viene de las observaciones hechas por Gilbert sobre la imantacin inducida.Como lo hemos visto en el episodio anterior, en un pedazo de hierro situado cerca de un imn, aparece de los polos magnticos inducidos por el imn.As, los polos magnticos inducidos en una parcela de hierro interaccionan con los polos magnticos inducidos en las parcelas de hierro vecinas. Resulta de ello que las parcelas se atraeny se atan unos al otros para formar las lneas de los espectros magnticos (figura 2).Un polo Sur magntico, en verde, y un polo Norte magntico, en anaranjado, es inducido en cada parcela de hierro alrededor de un imn. Una parcela tiende a alinearse en la misma direccin que una pequea aguja de brjula lo hara al mismo lugar, y ellas parcelas de hierro se atraen entre ellas.

El campo magnticoMs tarde, se hablar antes a la fuerza de las lneas del "campo magntico"; la denominacin "campo magntico" que tiene de sida introducida en otra parte por William Gilbert para describir la zona de influencia que rodea un imn.Una ms gran intensidad de la fuerza magntica se traduce en una accin "ms vigorosa" para alinear la aguja de una brjula, la aguja regresa ms rpidamente en la direccin de alineacin cuando se la aparta de esta direccin.Estas lneas a la fuerza del campo magntico representan la direccin que tomara por todas partes de las pequeas agujas de brjula dispuesta de los imanes. Las lneas son msdensos all donde la fuerza magntica es ms intensa

De las lneas en forma de anilloEs Descartes (figura 3, que ha descubierto la forma en anillo de las lneas que aparecen en los espectros magnticos).Cada lnea que parte del imn regresa en otro punza de este ltimo, formando as un anillo con el imn.Segn Descartes, los pequeos pedazos de hierro se alinean alrededor de un imn un poco como una veleta se alinea en el viento. Piensa que hay un "viento" que transporta de los corpsculosquien habran proyectado por un polo y aspirados por el otro polo. Estos corpsculos invisibles giraran pues siempre en crculo, saliendo por una punta del imn y entrante por el otro.Renacido Descartes (1596-1650)

Aunque las explicaciones de Ren Descartes nos aparecen simplistas hoy, no hace falta olvidar que utilizaba el lenguaje de su poca.Este dibujo, tirado del libro Principios de la filosofa (1644) de Ren Descartes, reloj el "espectro magntico" producido por dos imanes vecinos orientados segn la lnea que pasapor sus polos, con dos polos contrarios que se hacen cara (referencia A6-1905) biblioteca dela universidad Laval, Quebec).

Al laboratorioPara repetir las experiencias de Gilbert y de Descartes, sera arduo de fabricar de la limadura de hierro. Utilizaremos antes de las pequeas puntas de alambre de uno a dos milmetros. T ellasconseguirs directamente en el filo, con un viejo cincel, un alambre a mltiples briznas, del tipo de aqullos que se utiliza para suspender los cuadros. No tomes al ms grueso hijo quien sera demasiadodifciles a cortar.Importar cortar alrededor de sesenta centmetros de hilo a cuadro para tener de ello una cantidad razonable.Guardars estas puntas de hilo en el continente cilndrico de plstico.Fijo los imanes, de los que quieres observar las lneas del campo magntico, sobre el fondo de un molde a pastel de aluminio, con la cinta adhesiva.Te aseguro que el molde est bien de aluminio y no de hierro, comprobando que los imanes no pegan arriba.Dispon luego un gran plato sobre el molde a pastel, tal y como ilustrado sobre la figura 4. No te queda ms que a espolvorear uniformemente tus pequeas puntas de hilo en el plato, y a golpetear con tus dedos sobre los rebordes de sta para facilitar el desplazamiento de las puntasde hilo.El cuadrado de cartn doblado en dos ser muy til para recoger las puntas de alambre y volverlas a meter en su continente de plstico.Documentacin requiri-un gran plato-un molde a pastel de aluminio-algunos imanes llanos de 2,5 cm de dimetro alrededor de-de la cinta adhesiva-alrededor de 60 cm de alambre a mltiples briznas para los cuadros de 10 de 15 kg-un continente de plstico cilndrico de 4 de 5 cm de dimetro, como aqullos utilizado en farmacia para los comprimidos-un rectngulo de cartn de 15 cm sobre 30 cm

Para saber de ello ms-Principia philosophiae, Ren DESCARTES, edicin original en latn, 1644. Edicin reciente en francs: Los principios de la filosofa, en Obras de Descartes, tomo 9, vuelo. 2, librera Filosfico J. Vrin, Pars, 1978.

Ilustracin 3Con este equipo, sers capaz de visualizarlas bien fenmenos magnticos. Disponiendo la pila de imanes y ella pernio bajo el plato, podrs comprobar que estn bien los bordes del pernio que atrae las puntas de alambre. Ensayado igualmente con dos imanes de los que los polos semejantes se hacen cara.

DE LOS "FLUIDOS" Y DE LAS "MOLCULAS"PARA EXPLICAR EL MAGNETISMODe 1777 a 1789Un poco de historiaCharles-Augustin Coulomb, un,gran ingeniero militar francs, somete muchas memorias sobre el magnetismo de los imanes a la academia Real de las Ciencias de Pars, de 1777 a 1789. En estas memorias, describe una serie de experiencias originales y participa en sus reflexiones penetrantes.

Dos fluidos magnticosPara Culombio, la existencia de los polos magnticos implica la existencia de dos fluidos magnticos diferentes: un "fluido boreal" que se concentra en el polo Norte y un "fluido austral" quienconcntrate en el polo Sur de un cuerpo magnetizado. Segn su lgica, dos fluidos magnticos semejantes se rechazan y dos fluidos contrarios se atraen, lo que dara cuenta dela ley de atraccin y de repulsin de los polos magnticos que hemos visto al episodio 1-2.Siempre dos polos igualesSabemos que la fuerza de gravitacin atrae todos los cuerpos hacia la parte baja. Pero hay una fuerza magntica resultante, ejercitada por los polos magnticos terrenales, sobre una aguja imantada?Charles-Augustin Coulomb (1736-1806) (Reunin) de los Museos Nacionales / Arte Resource, NY).

Una fuerza quin atraera ms que otro la aguja, en su conjunto, en una direccin?Culombio contesta que no, basndose en dos experiencias que ha efectuado. En el primera, suspende de los tallos imantados por medio de hijo de seda y comprueba que el hilo de seda es siempreperfectamente vertical. Concluye de ello que no hay a la fuerza magntico resultante horizontal.En una segunda experiencia, pesa un tallo de acero delantero y despus de imantacin y no compruebo ninguna diferencia de peso. Concluye de ello que no hay a la fuerza magntico resultantevertical.Cada uno de los polos magnticos de la Tierra atrae, en el tallo imantado el polo contrario al suyo con la misma fuerza que rechaza el otro polo. Las fuerzas sobre los dos polos del tallo que esiguales y opuestas, nica una rotacin del tallo de ello resulta.Nuestro sabio concluye de ello que: 1, cada uno de los dos polos de un objeto imantado contiene la misma cantidad de fluido magntico.2, localmente, las fuerzas causadas por el magnetismo terrenal no varan con arreglo a la posicin, sino un polo de un largo tallo imantado podra sufrir una fuerza ms grande que el otro, los dos polos que no son al mismo lugar.Ilustracin del modelo molecular magntico de Culombio, tirada de su informe de 1789. Ellas molculas magnticas son representadas por ellas pequeas flechas.

Las molculas magnticasNuestro ingeniero al espritu penetrante continuo su reflexin y acaba a la nocin de "molculas magnticas" para explicar lo que pasa cuando se secciona un tallo imantado. Souvienstoi,los dos polos magnticos reaparecen siempre, con las intensidades iguales, en cada uno de los dos pedazos del tallo seccionado (episodio 1-2).Segn Culombio, cada una de las pequeas partes de un cuerpo magntico, que llama "molculas magnticas", posee los dos fluidos en cantidad igual. Cada uno de estos fluidos se encuentraa una de las dos extremidades de una molcula magntica, pero no pueden dejar una molculamagntico para pasar a otro. Siempre segn nuestro gran sabio, el hecho de imantar un tallo de acero alinea todas sus molculas magnticas en la misma direccin, durante el eje del tallo (ver la figura 2). As, solas las molculas magnticas a las extremidades del tallo manifestarn de las fuerzas magnticas, pues, todo durante el tallo, el "fluido boreal" de una molcula hace frente al "fluido austral" de la siguiente molcula y sus efectos se anulan. Solos el fluido boreal y el fluido austral de las molculas situadas a ellas extremidades del tallo conservan su efecto y manifiestan pues de las fuerzas magnticas.Esta teora de las molculas magnticas nos permite comprender por qu la fuerza magntica se

Al laboratorioProcrate una vieja hoja de sierra para metales. Estas hojas son hechas de acero mojado (aleacin de hierro y de carbono enfriado rpidamente en un lquido), como los tallos que imantaban Culombio.El acero mojado tiene la propiedad de conservar la imantacin que se le comunica por medio de un imn, cuando el hierro puro la pierde casi totalmente en cuanto se quita el imn.Para imantar tu hoja de sierra, fixela sobre una superficie plana por medio de una punta de cinta adhesiva, situado al centro de la hoja. Luego, frota la hoja una decena de vez con dos pilasde imanes, como aqullos que hemos utilizado hasta aqu, segn el mtodo ilustrado sobre la figura 3.

Ilustracin 4Mtodo dicho del "doble toca", utilizada para imantar una hoja de sierra para metales de acero de alrededor de 30 cm. Los polos, de las pilas de imanes, que tocan la hoja deben ser contrarios, es decir unopolo Norte y un polo Sur. Debe frotarse la hoja partiendo de su centro y haciendo escurrir simultneamente las pilas de imanes en sentido contrario, cada una hacia una de las extremidades de la hoja.Cuando los imanes son devueltos a las extremidades, hace falta levantarlas y volverlas a llevar al centro, como la indican las flechas punteadas de la figura 3.Esta tcnica de imantacin, que ha utilizado Culombio si mismo, es llamada comnmente "mtodo del doble toco."Los polos que aparecern a las extremidades de la hoja de sierra sern contrarios a los polos de los imanes que han tocado estas puntas. Podrs inscribir un N y un S para identificar los polos de tu hoja.

Para observar que los polos magnticos son localizados bien en las puntas de la hoja, utiliza la "brjula prctica" que hemos fabricado al episodio 1-1. Comprobars que las agujas imantadas de la brjula apuntan hacia un lugar situado a alrededor de un centmetro de cada punta, como lo hubiera observado Culombio.Si alejas la brjula un poco demasiado la hoja, la fuerza de los polos de la hoja disminuye, y la fuerza magntica terrenal toma la parte superior.Ilustracin 5Imantando de los largos tallos de acero, Culombio demuestra que los polos magnticos son localizados cerca de las puntas de los tallos.Esto, puede deducirlo sencillamente observando la orientacin de una aguja imantada a diferentes lugares alrededor de sus tallos.Puedes hacer desplazando igualmente la brjula que has construido ya alrededor de la hoja de sierra para metales imantada.

Para saber de ello ms-Coleccin de memorias relativas a la fsica, publicada por la Sociedad francesa de fsica, tomo 1. Memorias de Culombio, Guathier-Villars, Pars, 1884. Nueva edicin: Librera cientfica y tcnica Albert Blanchard, Pars, 2002.

Episodio 1-9 nivel 3UNA MEJOR COMPRENSINDEL FENMENO DE LA IMANTACINDe 1777 1789Un poco de historiaEn 1777, Culombio intenta mejorar la imantacin de las agujas de brjula para devolverlas ms sensibles.De los barrotes que oscilan observa que suspendiendo un barrote imantado por un hilo (figura 1), este ltimo oscila horizontalmente alrededor del eje de suspensin, por ambas partes de la direccin indicada por una brjula, con una frecuencia de oscilacin de tanto ms rpido que el barrote ha sido fuertemente imantado.Culombio mide estas frecuencias de oscilacin para guiarlo en la mejora de las tcnicas de imantacin.

Emprende una serie de experiencias para comparar la imantacin de una multitud de barrotes constituidos de los diferentes tipos de acero, habiendo sido imantado por diferentes mtodos y poseedor diferentes formas. Las hojas la arrancan descubre lo mismo que para los barrotes fabricados del mismo acero e imantados de la misma manera, teniendo el mismo largo y el mismo peso, el magnetismo ser ms grande en ste que es delgado y ancho.Dos vistas de un imn artificial, constituido de doce hojas de acero imantado separadamente, tal y como se lo fabricaba al siglo diecinueve. De las puntas de hierro reagrupan los polos semejantes de las hojas y concentran las lneas del campo magntico.Culombio suspende de los barrotes imantados y mide su frecuencia de oscilacin. Ms ellas

De ms, comprueba que si una hoja es separada en dos achispadas, en el sentido del largo, puede imantarse ms fuertemente cada una de las partes que si hubieran sido juntos.Luego, se fabricar de los poderoso imanes reagrupando muchas hojas de acero, delgados y anchos, imantadas separadamente (ver la figura 2).La influencia de las molculas Nuestro ingeniero militar explica estos resultados por medio de su concepto de molculas magnticas (episodio anterior). El campo magntico (ver el episodio 1-7, del imn que se utiliza,) para imantar una hoja de acero tiende a alinear las molculas magnticas en el interior de la hoja, tal y como ilustrado sobre la figura 3.Alineacin de las molculas magnticas segn las lneas del campo magntico de un imn externo. Las flechas indican la direccin de la fuerza sobre los polos Norte.

Sin embargo, las molculas magnticas poseen su propio campo magntico y tienden a alinear las molculas vecinas siguiendo su propio campo. La figura 4 nos ensea el campo de una molcula y cmo se alinearan en su campo, te referido a la experiencia, las molculas vecinas del episodio 1-5. Comparando con la figura 3, se comprueba que el campo de la molcula contribuye a alinear las molculas situadas delante de y detrs de ella en la misma direccin que el hecho el campo de imantacin exterior (figura 3).En cambio, el campo de una molcula tiende a alinear al revs las molculas laterales del campo exterior. Para facilitar la imantacin, se tiene pues inters a alejar ms posible las molculas laterales unos de los otros. Ahora, ste es justamente lo que hace una hoja de acero ancho y delgado; esta forma maximiza el alejamiento lateral de las molculas magnticas. El campo magntico de una molcula (aquella del centro) y la alineacin de las molculas que siguiente a vecinas este campo.

Es igualmente la influencia mutua de las molculas magnticas que nos hace comprender por qu las fuerzas magnticas son desviadas hacia los bordes de una placa de hierro (ver el episodio 1-3). Las molculas tienden a alinearse del modo que es ms fcil para ellas, o en el plano de la placa. En efecto, de esta manera, el nmero de molculas laterales cercanas es mnimo y el nmero de molculas en el eje de su alineacin se maximiza.

LaboratorioUso de la sierra para metales lmina imantada que en el episodio anterior, se puede replicar fcilmente la experiencia de Coulomb.Material requerido-la hoja de sierra para metales imantada del episodio 1-8-del hilo Brjula Oscilante-4 o 5 pequeos imanes llanos en ferrita de 2,5 cm de dimetro-un tapn de corcho-2 agujas a coser-un alfiler de costurera-un botn a presin-de la cinta adhesiva

Ser suficiente para suspender la hoja utilizando el hilo de coser , como se muestra en la Figura 5 . Utilice un dedo del pie tachuela en el moldeo por encima de un marco de la puerta para asegurar el cable . Asegrese de que el cable no est retorcido , con el fin de no molestar a la oscilacin de la cuchilla.Ahora, que permanece para medir el tiempo necesario para una oscilacin completa de Blade. Usted puede hacer el mismo experimento con una hoja que no estaba magnetizado para ver la diferencia .Estas son las fuerzas entre los polos magnticos de la Tierra y los de la hoja que son la causa de estas oscilaciones.

Coulomb tambin suspendi pequeas agujas magnticas para seda hijo. Al mover una aguja tales alrededor de un imn y la medicin de su frecuencia de oscilacin , se entiende que se podra cuantificar las fuerzas magnticas del imn a varios lugares alrededor de ella (Vase el siguiente episodio ) .Pero en lugar de una aguja para suspender a un hilo, vamos a construir una " brjula oscilante ", prctico y compacto. Por tanto, tomad dos agujas de coser y corta sus cabezas y extremidades con alicates de corte, a fin de obtener dos varillas de acero de unos 3 cm. Amar a ellos como lo hicimos en el episodio 1-1, y los inserta en los agujeros de una presin de botn , como se muestra en la Figura 6 . Usted probablemente tendr que usar pinzas para doblar los bordes del botn con el fin de insertar ms fcilmente . Entonces Fixeles con cinta (como postes juntos) . El pasador de pivote est hecho de un sastre en posicin vertical , la apuntando hacia arriba , a travs de un trozo de corcho que atraviesa .Finalmente , marcar los polos como de costumbre mediante la colocacin de una N en el lado que apunta hacia el norte y una S en el lado que muestra el sur . Utilizamos esta brjula en el prximo episodio .Para verificar el funcionamiento correcto , se acercan a una pila de imanes de ferrita que oscilan su brjula ,desalineacin y las agujas magnticas con un dedo . La eliminacin de su dedo, las oscilaciones comenzarn , y usted puede comprobar que son ms rpidos cuando el imn est ms cerca de la brjula.Para saber de ello ms-Coleccin de memorias relativas a la fsica, publicada por la Sociedad francesa de fsica, tomo 1. Memorias de Culombio, Guathier-Villars, Pars, 1884. Nueva edicin: Librera cientfica y tcnica Albert Blanchard, Pars, 2002.

Episodio 1-10 nivel 4CULOMBIO MIDE LAS FUERZASENTRE LOS POLOS MAGNTICOS

Un poco de historiaEl presente episodio describe una experiencia muy simple que Culombio ha efectuado, en 1785, para cuantificar las fuerzas entre dos polos magnticos.Una experiencia simpleNuestro sabio mide la frecuencia de oscilacin de una pequea aguja imantada de 2,5 cm, a diferentes distancias de uno de los polos de un largo tallo imantado de 63,5 cm (ver la figura 1).Para establecer la atadura entre la frecuencia de oscilacin de la aguja y las fuerzas que se ejercitan sobre sus polos, tiene recurso a las leyes de la mecnica y a las tcnicas matemticas desarrolladas por Neutonio una cientos de aos antes.Demuestra que las fuerzas horizontales que hacen oscilar un barrote o una aguja imantados son proporcionales al cuadrado de la frecuencia de oscilacin del barrote.As, cuando en un tiempo dado una aguja imantada hace una oscilacin al sitio Tiene, entonces que en el mismo tiempo hace de ello tres al sitio B, las fuerzas magnticas en B sern nuevo veces ms grandes, 3 3 3 = 9 que en A.

Mucha minuciaCulombio otorga mucho cuidado a cada uno de los detalles de su experiencia. Para eliminar la influencia del campo magntico terrenal, mide la frecuencia de oscilacin de su aguja en la ausencia del tallo imantado.Luego, sustrae el cuadrado de esta frecuencia de cada una de las medidas ulteriores tomadas con el tallo imantado.En lo que nos concierne, en la seccin de laboratorio de este episodio, anularemos el campo magntico terrenal con un imn, como lo harn varios cientficos siguiente a Culombio.Aparato de Culombio, para estudiar la torsin de los hijos, para asegurarse que este torsin ejerce una influencia desdeable sobre la oscilacin de las agujas imantadas.Midiendo las frecuencias de oscilacin de una pequea aguja imantada, a diferentes distancias, de uno de los polos de un largo tallo imantado, Culombio deduce la ley que exprime la fuerza entre los polos magnticos con arreglo a su distancia de ello.

Esta aproximacin simplifica el anlisis de los resultados experimentales.Nuestro hombre de ciencia francs toma igualmente en cuenta cada uno de los polos de la aguja y del tallo imantado en el anlisis de sus resultados. Para simplificar este aspecto, en la seccin de laboratorio, limitaremos nuestras medidas a una playa de distancias para la que el anlisis se simplifica. El fin que es sobre todo de familiarizarse con la sencillez y la ingeniosidad de la experiencia de Culombio.Este ltimo no para all su minucia.

Quiere asegurarse que la torsin del hilo luimme, a cual es suspendido la aguja imantada, influye en el movimiento de la aguja. Emprende pues un estudio pormenorizado sobre ella fuerza de reaccin de torsin de los hijos. El aparato que construye, a este efecto, es ilustrado sobre la figura 2. Este estudio lo conducir a poner a punto un instrumento simple e ingenioso, la "balanza a torsin" (ver el prximo episodio).Las fuerzas varan como 1/r2Habiendo tomado todas estas precauciones, Culombio descubre que la fuerza F entre dos polos magnticos vara como el contrario del cuadrado de la distancia R entre estos polos y que es proporcionalal producto de la intensidad M1 y M2 de cada uno de los polos, de donde donde k es una constante. Mide la intensidad M de los polos comparando la oscilacin de las agujas y de los tallos imantados, bajo la accin del campo magntico terrenal. M representa, en efecto, la cantidad de fluido magntico o la "masa magntica" presente en un polo.

Laboratorio Material requerido-la brjula oscilante fabricada al episodio 1-9-una hoja de sierra para metales imantada (episodio 1-8)-una botella de champ y de la cinta adhesiva-una regla-una pila de nuestros pequeos imanes llanos (de 6 a 8, con un pequeo rectngulo de madera para fijarlas-un reloj numrico con una funcin

Esta experiencia se dirige principalmente a aqullos que tiene de las nociones de lgebra y quien saben transponer en grfico de los cuadros de datos.Fijo la hoja de sierra para metales, que has imantado al episodio 1-8, a una botella de champ, talque ilustrado en la figura 3. La experiencia consiste en medir la frecuencia de oscilacin f de las agujas de la brjula oscilante, fabricada al episodio anterior, para diferentes distancias R de la hoja. Medida el tiempo que toma la brjula para hacer cinco oscilaciones completas, por medio de un cronmetro. La frecuencia de oscilacin es el nmero de oscilaciones (5) divididas por este