Clasifica como (V) verdadero o (F) falso cada situación y justifica, apoyándote en la teoría del electromagnetismo y en el experimento de Oersted.
1
Situación: Es posible que existan imanes que posean un solo polo magnético.
- En magnetismo no se conocen monopolos magnéticos aislados: todo imán tiene un polo Norte (N) y un polo Sur (S).
- Experimentalmente, si se parte un imán por la mitad, cada fragmento vuelve a tener sus dos polos.
- Esto se expresa matemáticamente con la ley de Gauss para el magnetismo: \nabla \cdot \mathbf{B} = 0, es decir, no hay fuentes ni sumideros de campo magnético.
(F)** No existen imanes de un solo polo; la ley \nabla \cdot \mathbf{B} = 0 lo descarta.
2
Situación: El polo magnético Norte de la Tierra se encuentra en el hemisferio Norte del planeta Tierra.
- El campo magnético terrestre es aproximadamente el de un dipolo; los polos magnéticos están cerca de los polos geográficos.
- El polo magnético Norte (más bien el polo Sur magnético, que atrae al N de la aguja) se ubica actualmente en el norte de Canadá / Ártico, latitud aproximada 73^\circ\,\text{N}.
- Por eso una brújula apunta al norte: el polo N magnético de la aguja, atraído por el polo S magnético terrestre, queda hacia el norte geográfico.
(V)** Está cerca de 73^\circ\,\text{N}, en el hemisferio Norte.
3
Situación: El origen de todo campo magnético está en los dipolos magnéticos.
- El experimento de Oersted (1820) mostró que una corriente eléctrica produce campo magnético: el origen es el movimiento de cargas (corrientes) y el momento magnético intrínseco del electrón.
- El campo del imán permanente se debe a corrientes moleculares internas, y el de la Tierra a corrientes convectivas del núcleo (efecto dínamo), no a un dipolo estable.
- Además, \nabla \cdot \mathbf{B} = 0 es válido en cualquier caso; la afirmación reduce el origen de todos los campos a un modelo dipolar, lo cual es restringido.
(F)** El campo magnético nace del movimiento de cargas (corrientes) y del spin de los electrones, no únicamente de dipolos.
4
Situación: Las líneas de campo magnético son siempre cerradas.
- Como no existen monopolos, \nabla \cdot \mathbf{B} = 0, lo que implica que las líneas de \mathbf{B} no comienzan ni terminan en ningún punto.
- Cada línea de campo sale del polo N de un imán y regresa a su polo S, formando un circuito cerrado.
- En corrientes rectilíneas las líneas son círculos concéntricos alrededor del conductor, también cerradas.
(V)** Se deduce de \nabla \cdot \mathbf{B} = 0: son curvas cerradas.
5
Situación: Los polos Norte geográficos y magnéticos coinciden.
- El eje de rotación define los polos geográficos; el eje del dipolo magnético está inclinado respecto a él.
- Existe una declinación magnética, del orden de 11^\circ en varias regiones, y ambos polos se desplazan con el tiempo.
- Por eso la aguja de la brújula no apunta exactamente al polo Norte geográfico.
(F)** No coinciden: hay declinación magnética (desalineación de unos 11^\circ).
