Piedra imán

Las piedras imán son piezas magnetizadas de forma natural del mineral magnetita . ^{[1] [2]} Son imanes naturales que pueden atraer el hierro . La propiedad del magnetismo se descubrió por primera vez en la antigüedad a través de las piedras imán. ^[3] Las piezas de piedra imán, suspendidas de modo que pudieran girar, fueron las primeras brújulas magnéticas , ^{[3] [4] [5] [6]} y su importancia para la navegación temprana está indicada por el nombre de piedra imán , que en inglés medio significa "piedra de rumbo" o "piedra guía", ^[7] del significado ahora obsoleto de lode como "viaje, camino". ^[8]

La piedra imán es uno de los pocos minerales que se encuentran magnetizados de forma natural. ^[1] La magnetita es de color negro o marrón oscuro, con un brillo metálico , una dureza Mohs de 5,5 a 6,5 ​​y una veta negra .

El proceso por el cual se crea la piedra imán ha sido durante mucho tiempo una pregunta abierta en geología. Solo una pequeña cantidad de la magnetita en la Tierra se encuentra magnetizada como piedra imán. La magnetita ordinaria es atraída por un campo magnético como lo son el hierro y el acero, pero no tiende a magnetizarse por sí misma; tiene una coercitividad magnética (resistencia a la desmagnetización) demasiado baja para permanecer magnetizada durante mucho tiempo. ^[9] El examen microscópico de las piedras imán ha descubierto que están hechas de magnetita (Fe ₃ O ₄ ) con inclusiones de maghemita (Fe ₂ O _{3 cúbico), a menudo con} iones metálicos de impurezas de titanio , aluminio y manganeso . ^{[9] [10] [11]} Esta estructura cristalina no homogénea le da a esta variedad de magnetita la coercitividad suficiente para permanecer magnetizada y, por lo tanto, ser un imán permanente . ^{[9] [10] [11]}

La otra pregunta es cómo se magnetizan las piedras imán . El campo magnético de la Tierra a 0,5 gauss es demasiado débil para magnetizar una piedra imán por sí sola. ^{[9] [10]} La teoría principal es que las piedras imán son magnetizadas por los fuertes campos magnéticos que rodean a los rayos . ^{[9] [10] [11]} Esto está respaldado por la observación de que se encuentran principalmente cerca de la superficie de la Tierra, en lugar de enterradas a gran profundidad. ^[10]

Una de las primeras referencias conocidas a las propiedades magnéticas de la piedra imán fue hecha por el filósofo griego del siglo VI a. C. Tales de Mileto , ^[12] a quien los antiguos griegos atribuyeron el descubrimiento de la atracción de la piedra imán por el hierro y otras piedras imán. ^[13] El nombre imán puede provenir de las piedras imán encontradas en Magnesia , Anatolia . ^[14] El antiguo texto médico indio Sushruta Samhita describe el uso de las propiedades magnéticas de la piedra imán para eliminar flechas incrustadas en el cuerpo de una persona. ^{[ cita requerida ]}

La primera referencia literaria china al magnetismo aparece en el Libro del Maestro del Valle del Diablo ( Guiguzi ) del siglo IV a. C. ^[15] En la crónica Lüshi Chunqiu , del siglo II a. C., se afirma explícitamente que "la piedra imán hace que el hierro se acerque o lo atrae". ^{[16] [17]} La ​​primera mención de la atracción de una aguja aparece en una obra compuesta entre el 20 y el 100 d. C., el Lunheng ( Investigaciones equilibradas ): "Una piedra imán atrae a una aguja". ^[18] En el siglo II a. C., los geománticos chinos estaban experimentando con las propiedades magnéticas de la piedra imán para hacer una "cuchara que apunta al sur" para la adivinación. Cuando se coloca sobre una placa de bronce lisa, la cuchara gira invariablemente hacia un eje norte-sur. ^{[19] [20] [21]} Si bien se ha demostrado que esto funciona, los arqueólogos aún tienen que descubrir una cuchara real hecha de magnetita en una tumba Han. ^[22]

Basándose en su descubrimiento de un artefacto olmeca (una barra magnética con forma y ranuras) en América del Norte, el astrónomo John Carlson sugiere que los olmecas pueden haber usado la piedra imán más de mil años antes del descubrimiento chino. ^[23] Carlson especula que los olmecas, con fines astrológicos o geománticos , usaban artefactos similares como dispositivo direccional, o para orientar sus templos, las viviendas de los vivos o los enterramientos de los muertos. _[ ^23] Un análisis detallado del artefacto olmeca reveló que la "barra" estaba compuesta de hematita con láminas de titanio de Fe2 – x _Tix O3 _que explicaban el magnetismo remanente anómalo del artefacto. ^[24]

"Un siglo de investigación ha hecho que la primera mención de la brújula magnética en Europa se remonte a Alexander Neckam , hacia el año +1190, seguido poco después por Guyot de Provins en el año +1205 y Jacques de Vitry en el año +1269. Todas las demás afirmaciones europeas han sido excluidas por un estudio detallado..." ^[25]

Las piedras imán se han exhibido con frecuencia como objetos valiosos o prestigiosos. El Museo Ashmolean de Oxford contiene una piedra imán adornada con una corona dorada que fue donada por Mary Cavendish en 1756, posiblemente para asegurar el nombramiento de su esposo como Canciller de la Universidad de Oxford. ^[26] Se dice que el anillo de sello de Isaac Newton contenía una piedra imán que era capaz de levantar más de 200 veces su propio peso. ^[27] Y en el Londres del siglo XVII, la Royal Society exhibió una piedra imán esférica de 6 pulgadas (15 cm) (una terrella o 'pequeña Tierra'), que se utilizó para ilustrar los campos magnéticos de la Tierra y la función de las brújulas de los marineros. ^[28] Un escritor contemporáneo, el satírico Ned Ward , señaló cómo la terrella "hacía que un papel de limaduras de acero se erguieran una sobre la otra, de modo que quedaran apuntando como las cerdas de un erizo ; y daban tal vida y alegría a un paquete de agujas, que bailaban [...] como si el diablo estuviera dentro de ellas". ^[29]

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