Uno dei modi più efficaci per individuare e separare metalli come il rame e l'alluminio dal ferro è usare un magnete. Tuttavia, esiste una curiosa interazione che si manifesta quando una quantità considerevole di rame entra in contatto con un magnete molto potente, ad esempio uno al neodimio. Da un certo punto di vista, il magnete sembra "intrappolato" in un materiale viscoso se viene posizionato sulla superficie del rame e, con l'aiuto di un altro magnete, può addirittura galleggiare temporaneamente.
Qualche tempo fa ci siamo imbattuti in diversi progetti che coinvolgono i magneti, tra cui spiccano la sua reazione con il ferro nel sangue e la possibilità di vedere il suo campo magnetico con l'aiuto dei ferrofluidi. I magneti al neodimio sono relativamente economici e occupano un posto di rilievo tra gli esperimenti casalinghi e il mondo fai-da-te, ma non dobbiamo dimenticare che richiedono rispetto.
I magneti più potenti possono causare lesioni gravi e non vogliamo che nessuno finisca in ospedale. Detto questo, se hai un magnete al neodimio e una spessa lastra di rame (funziona anche l'alluminio), noterai un comportamento piuttosto curioso...
Magneti al neodimio e rame
Sì, è come se la superficie del rame fosse ricoperta da uno strato viscoso trasparente che rallenta il magnete. Anche se lo lanciamo direttamente, il magnete non subisce un impatto completo, ma si ferma all'ultimo momento.
Quando un forte campo magnetico si muove attraverso il rame, provoca una riorganizzazione degli elettroni che ruotano seguendo un motivo circolare, perpendicolare alla direzione del campo magnetico che si avvicina. Il punto è che gli elettroni resistono a questo brusco cambiamento generando un proprio campo magnetico.
Ora, qui non c'è attrazione né repulsione (solo resistenza), e non è una proprietà del rame. Quest'ultima cosa si verifica facendo passare un magnete al neodimio attraverso il centro di una bobina di rame aperta. Se il rame fosse responsabile di quel "ritardo", il magnete reagirebbe in tutti i casi, ma con la bobina aperta cade come una pietra.
Chiudendo la bobina, il momento del magnete viene convertito in corrente elettrica, e un ottimo modo per visualizzare il processo è usare un semplice LED come ponte. Allo stesso tempo, la resistenza causata dall'induttanza elettrica nel rame permette a un magnete di levitare quando si posiziona un secondo magnete sull'altro lato della lastra.
Tutta l'energia viene dissipata dal rame sotto forma di calore, una perdita che in generale non è desiderata, ma che ha applicazioni nel mondo reale, ad esempio i freni utilizzati nei treni ad alta velocità.
