Ejercicio 1
Clasificar como (V) verdadero o (F) falso cada situación del cuadro, con base en la teoría del electromagnetismo y el experimento de Oersted, y justificar la respuesta.
Parte 1.a
"Es posible que existan imanes que posean un solo polo magnético"
- La ley de Gauss para el magnetismo establece que el flujo del campo magnético a través de cualquier superficie cerrada es nulo: \oint \vec{B} \cdot d\vec{A} = 0.
- Un monopolo magnético m crearía un flujo \oint \vec{B} \cdot d\vec{A} = \mu_0 m \neq 0, lo que contradice la ley anterior.
- Experimentalmente, nunca se ha detectado un monopolo magnético: al partir un imán por la mitad se obtienen dos imanes más pequeños, cada uno con polo Norte y polo Sur.
Respuesta
Falso.
Parte 1.b
"El polo magnético Norte de la Tierra se encuentra en el hemisferio Norte del planeta Tierra"
- El imán terrestre se orienta de modo que su polo magnético Norte (el que se repela del polo norte geográfico) queda cerca del área ártica, en el hemisferio Norte.
- Por eso la aguja imantada apunta hacia el norte geográfico: el polo magnético de la aguja situado cerca de la punta es el Sur magnético, que es atraído por el polo Norte magnético terrestre.
Respuesta
Verdadero.
Parte 1.c
"El origen de todo campo magnético está en los dipolos magnéticos"
- El experimento de Oersted (1820) demostró que una corriente eléctrica (carga en movimiento) produce un campo magnético a su alrededor.
- El campo magnético producido por una espira o por un conductor recto es un campo dipolar: el dipolo magnético es la fuente más sencilla de campo, pero no la única ni el origen último.
- Según el electromagnetismo de Maxwell, el origen último de los campos magnéticos es la corriente eléctrica; los imanes son consecuencia de corrientes microscópicas (giro electrónico y orbital) o de dominios alineados.
Respuesta
Falso.
Parte 1.d
"Las líneas de campo magnético son siempre cerradas"
- Dado que \nabla \cdot \vec{B} = 0 (no existen monopolos magnéticos), las líneas de flujo magnético no tienen comienzo ni fin.
- Cada línea de campo magnético se forma como una curva cerrada que pasa a través de los polos (Norte a Sur por fuera del imán y Sur a Norte por dentro del mismo).
Respuesta
Verdadero.
Parte 1.e
"Los polos Norte geográficos y magnéticos coinciden"
- El polo magnético Norte terrestre no está exactamente en el polo geográfico Norte; se encuentra a varios cientos de kilómetros de él, hoy en la región ártica canadiense.
- Además, ambos polos se alejan lentamente (desplazamiento de los polos magnéticos y eventual inversión del campo magnético terrestre).
- Por lo tanto, coinciden aproximadamente, pero no exactamente.
Cuadro resumen
| Situación | V o F | Justificación |
|---|---|---|
| Existencia de imanes con un solo polo magnético | F | \oint \vec{B} \cdot d\vec{A} = 0: no hay monopolos magnéticos; al dividir un imán aparecen nuevos dipolos |
| El polo magnético Norte terrestre está en el hemisferio Norte | V | La aguja imantada apunta al norte geográfico porque el polo magnético Norte terrestre se sitúa cerca del área ártica |
| Todo campo magnético nace en los dipolos magnéticos | F | Oersted demostró que el origen de los campos magnéticos son las corrientes eléctricas (cargas en movimiento); el dipolo es solo la fuente más sencilla |
| Las líneas de campo magnético son siempre cerradas | F→V | V: \nabla \cdot \vec{B} = 0 implica curvas cerradas sin comienzo ni fin |
| Los polos Norte geográficos y magnéticos coinciden | F | Están próximos pero desfasados y en movimiento; son distintos |
Respuesta
Falso.
