La forza magnetica in azione
Spettrometro di massa ed effetto Hall. Dalla teoria alle applicazioni nella realtà.
INIZIAMO!
La forza magnetica
- Agisce su particelle cariche in movimento
- La forza di Lorenz
- r = mv / qB
- è perpendicolare sia alla velocità che al campo
v = E/B
Selettore di velocità
• Campo elettrico e magnetico incrociati
• è necessaria una specifica velocità per le particelle
+ info
Il raggio della traiettoria è: r = mv / qB' poiché la velocità è già stata selezionata e il campo magnetico è noto, il raggio dipende soltanto dal rapporto tra massa e carica.
Particelle con massa diversa descrivono quindi traiettorie con raggi diversi.Misurando il raggio è possibile determinare la massa della particella.
Dopo il selettore di velocità, le particelle entrano in una regione in cui è presente solo un campo magnetico. Qui la forza magnetica le costringe a muoversi lungo traiettorie circolari.
LO SPETTROMETRO DI MASSA
+ info
Le industrie di applicazione
La versatilità dello strumento gli permette di essere applicato in industrie ben diverse tra loro, ma con l'obiettivo in comune di conoscere il microscopico e studiarlo!
L'effetto Hall
I conduttori immersi nel campo magnetico
La deviazione delle cariche
- La Forza di Lorentz che altera la distribuzione spaziale degli elettroni nel materiale.
- Gli elettroni si muovono all'interno della lamina con una specifica velocità di deriva che li spinge verso i bordi.
- Questo spostamento crea un accumulo di cariche sui lati, generando una differenza di potenziale trasversale chiamata tensione di Hall.
ΔVₕ = w · v · B
Lo strumento perfetto per:
Studiare la natura delle cariche
Misurare campi magnetici
Calcolare la densità
+ info
+ info
+ info
L'effetto Hall permette di calcolare quanti portatori di carica sono presenti per unità di volume in un materiale.
Prima della scoperta di Hall, non era ovvio se la corrente fosse dovuta a cariche positive in movimento in una direzione o negative nella direzione opposta.
Poiché la tensione di Hall è direttamente proporzionale a B, possiamo usare una lamina di materiale noto per misurare campi magnetici ignoti.
Applicazioni dell’effetto Hall
Sensori di campo magnetico
L’effetto Hall non è soltanto un fenomeno teorico: è alla base di una vasta gamma di tecnologie moderne.
I sensori ad effetto Hall sono dispositivi che sfruttano la tensione di Hall per misurare con precisione l’intensità di un campo magnetico.
Bussola degli smartphone
Sensori di posizione nelle auto e ABS
Motori elettrici
L’effetto Hall rappresenta oggi una tecnologia fondamentale nell’elettronica moderna: dalla sicurezza automobilistica alla navigazione satellitare, la sua applicazione diffusa dimostra come un principio fisico scoperto nell’Ottocento sia diventato un pilastro dell’innovazione tecnologica contemporanea.
Tastiere e joystick
Industria aerospaziale
+ info
Se ancora non aveta capito...
Chi e dove siamo?
Map
Ruoli
Bello: Ricerca delle fonti e raccolta delle informazioni Lopez: Analisi dei dati statistici e applicazione dei contenuti Terracciano: Ricerca e selezione delle immagini Cusati: Responsabile assemblaggio e integrazione tecnica del progetto Romano: Responsabile sviluppo tecnico e implementazione finale
FONTI
• Thermo Fisher Scientific – Documentazione sulle applicazioni della spettrometria di massa nei settori clinico, farmaceutico e ambientale. • Agilent Technologies – Application notes e report sull’uso della spettrometria di massa in ambito farmaceutico, ambientale e forense. • Waters Corporation – Materiale tecnico sulle applicazioni in ambito clinico e di ricerca. • World Anti-Doping Agency – Documentazione sulle tecniche analitiche utilizzate nei controlli antidoping. • National Aeronautics and Space Administration – Studi sull’utilizzo della spettrometria di massa nell’analisi di meteoriti e campioni extraterrestri. • Texas Instruments – Documentazione tecnica sulle applicazioni automotive e industriali dei sensori Hall. • Infineon Technologies – Report sulle applicazioni dei sensori magnetici nei sistemi automobilistici e industriali. • STMicroelectronics – Application note su magnetometri per smartphone e sensori di posizione. • Allegro MicroSystems – Analisi di mercato e utilizzo dei sensori Hall nel settore automotive. • National Aeronautics and Space Administration – Impiego di sensori magnetici in applicazioni aerospaziali.
Vediamo cosa avete capito...
GRAZIE PER AVERCI SEGUITO!
Esempio di sensore sull'albero a camme o a gomiti: il sensore "legge" il passaggio dei denti metallici di una ruota fonica per determinare posizione e giri al minuto (RPM).
Il sensore Hall è posizionato vicino alla ruota fonica sul mozzo della ruota; misura la velocità di rotazione per prevenire il bloccaggio durante la frenata.
Nelle tastiere magnetiche, la pressione del tasto avvicina un magnete al sensore Hall sulla scheda madre, permettendo un'attivazione senza contatto fisico.
Nei motori senza spazzole, tre sensori Hall sono spesso posizionati nello statore per monitorare la posizione dei magneti del rotore e gestire la commutazione elettronica.
Il diagramma mostra come la corrente (I) che attraversa il materiale venga deviata dal campo magnetico (B), creando la differenza di potenziale nota come Tensione di Hall.
Le potenzialità dello spettrometro
Lo spettrometro di massa permette quindi di: • identificare particelle diverse • distinguere isotopi dello stesso elemento • determinare la massa di atomi e molecole • misurare l’abbondanza relativa degli isotopi
All'interno dei chip magnetometri dello smartphone, minuscoli sensori Hall rilevano l'orientamento rispetto alle linee del campo magnetico terrestre.
Un po' di DATI
(valori in percentuale)
In ambito spaziale, l'effetto Hall viene sfruttato nei motori a ioni per intrappolare gli elettroni e accelerare il propellente, fornendo una spinta efficiente ai satelliti.
Che cos'è?
Il selettore di velocità è un condensatore piano immerso in un campo magnetico uniforme BAffinché la particella non venga deviata, le due forze devono avere lo stesso modulo qE = qvB
Durante l’ionizzazione e la frammentazione delle molecole si osservano spesso alcuni tipi di specie ioniche caratteristiche come lo ione molecolare o lo ione protonato.
Il ruolo dello spettrometro di massa nella rilevazione delle polveri sottili è quello di identificare e quantificare la composizione chimica del particolato atmosferico, permettendo di tracciare le fonti di inquinamento e monitorare la qualità dell’aria.
Steroidi anabolizzanti (Testosterone sintetico, Nandrolone, Stanozololo)Stimolanti (amfetamina o efedrina)Ormoni peptidici e fattori di crescita (Eritropoietina) Beta-2 agonisti usati per migliorare la respirazione (salbutamolo)
La forza magnetica in azione
La fisica che ci piace
Created on February 20, 2026
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La forza magnetica in azione
Spettrometro di massa ed effetto Hall. Dalla teoria alle applicazioni nella realtà.
INIZIAMO!
La forza magnetica
v = E/B
Selettore di velocità
• Campo elettrico e magnetico incrociati • è necessaria una specifica velocità per le particelle
+ info
Il raggio della traiettoria è: r = mv / qB' poiché la velocità è già stata selezionata e il campo magnetico è noto, il raggio dipende soltanto dal rapporto tra massa e carica.
Particelle con massa diversa descrivono quindi traiettorie con raggi diversi.Misurando il raggio è possibile determinare la massa della particella.
Dopo il selettore di velocità, le particelle entrano in una regione in cui è presente solo un campo magnetico. Qui la forza magnetica le costringe a muoversi lungo traiettorie circolari.
LO SPETTROMETRO DI MASSA
+ info
Le industrie di applicazione
La versatilità dello strumento gli permette di essere applicato in industrie ben diverse tra loro, ma con l'obiettivo in comune di conoscere il microscopico e studiarlo!
L'effetto Hall
I conduttori immersi nel campo magnetico
La deviazione delle cariche
ΔVₕ = w · v · B
Lo strumento perfetto per:
Studiare la natura delle cariche
Misurare campi magnetici
Calcolare la densità
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L'effetto Hall permette di calcolare quanti portatori di carica sono presenti per unità di volume in un materiale.
Prima della scoperta di Hall, non era ovvio se la corrente fosse dovuta a cariche positive in movimento in una direzione o negative nella direzione opposta.
Poiché la tensione di Hall è direttamente proporzionale a B, possiamo usare una lamina di materiale noto per misurare campi magnetici ignoti.
Applicazioni dell’effetto Hall
Sensori di campo magnetico
L’effetto Hall non è soltanto un fenomeno teorico: è alla base di una vasta gamma di tecnologie moderne. I sensori ad effetto Hall sono dispositivi che sfruttano la tensione di Hall per misurare con precisione l’intensità di un campo magnetico.
Bussola degli smartphone
Sensori di posizione nelle auto e ABS
Motori elettrici
L’effetto Hall rappresenta oggi una tecnologia fondamentale nell’elettronica moderna: dalla sicurezza automobilistica alla navigazione satellitare, la sua applicazione diffusa dimostra come un principio fisico scoperto nell’Ottocento sia diventato un pilastro dell’innovazione tecnologica contemporanea.
Tastiere e joystick
Industria aerospaziale
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Se ancora non aveta capito...
Chi e dove siamo?
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Bello: Ricerca delle fonti e raccolta delle informazioni Lopez: Analisi dei dati statistici e applicazione dei contenuti Terracciano: Ricerca e selezione delle immagini Cusati: Responsabile assemblaggio e integrazione tecnica del progetto Romano: Responsabile sviluppo tecnico e implementazione finale
FONTI
• Thermo Fisher Scientific – Documentazione sulle applicazioni della spettrometria di massa nei settori clinico, farmaceutico e ambientale. • Agilent Technologies – Application notes e report sull’uso della spettrometria di massa in ambito farmaceutico, ambientale e forense. • Waters Corporation – Materiale tecnico sulle applicazioni in ambito clinico e di ricerca. • World Anti-Doping Agency – Documentazione sulle tecniche analitiche utilizzate nei controlli antidoping. • National Aeronautics and Space Administration – Studi sull’utilizzo della spettrometria di massa nell’analisi di meteoriti e campioni extraterrestri. • Texas Instruments – Documentazione tecnica sulle applicazioni automotive e industriali dei sensori Hall. • Infineon Technologies – Report sulle applicazioni dei sensori magnetici nei sistemi automobilistici e industriali. • STMicroelectronics – Application note su magnetometri per smartphone e sensori di posizione. • Allegro MicroSystems – Analisi di mercato e utilizzo dei sensori Hall nel settore automotive. • National Aeronautics and Space Administration – Impiego di sensori magnetici in applicazioni aerospaziali.
Vediamo cosa avete capito...
GRAZIE PER AVERCI SEGUITO!
Esempio di sensore sull'albero a camme o a gomiti: il sensore "legge" il passaggio dei denti metallici di una ruota fonica per determinare posizione e giri al minuto (RPM).
Il sensore Hall è posizionato vicino alla ruota fonica sul mozzo della ruota; misura la velocità di rotazione per prevenire il bloccaggio durante la frenata.
Nelle tastiere magnetiche, la pressione del tasto avvicina un magnete al sensore Hall sulla scheda madre, permettendo un'attivazione senza contatto fisico.
Nei motori senza spazzole, tre sensori Hall sono spesso posizionati nello statore per monitorare la posizione dei magneti del rotore e gestire la commutazione elettronica.
Il diagramma mostra come la corrente (I) che attraversa il materiale venga deviata dal campo magnetico (B), creando la differenza di potenziale nota come Tensione di Hall.
Le potenzialità dello spettrometro
Lo spettrometro di massa permette quindi di: • identificare particelle diverse • distinguere isotopi dello stesso elemento • determinare la massa di atomi e molecole • misurare l’abbondanza relativa degli isotopi
All'interno dei chip magnetometri dello smartphone, minuscoli sensori Hall rilevano l'orientamento rispetto alle linee del campo magnetico terrestre.
Un po' di DATI
(valori in percentuale)
In ambito spaziale, l'effetto Hall viene sfruttato nei motori a ioni per intrappolare gli elettroni e accelerare il propellente, fornendo una spinta efficiente ai satelliti.
Che cos'è?
Il selettore di velocità è un condensatore piano immerso in un campo magnetico uniforme BAffinché la particella non venga deviata, le due forze devono avere lo stesso modulo qE = qvB
Durante l’ionizzazione e la frammentazione delle molecole si osservano spesso alcuni tipi di specie ioniche caratteristiche come lo ione molecolare o lo ione protonato.
Il ruolo dello spettrometro di massa nella rilevazione delle polveri sottili è quello di identificare e quantificare la composizione chimica del particolato atmosferico, permettendo di tracciare le fonti di inquinamento e monitorare la qualità dell’aria.
Steroidi anabolizzanti (Testosterone sintetico, Nandrolone, Stanozololo)Stimolanti (amfetamina o efedrina)Ormoni peptidici e fattori di crescita (Eritropoietina) Beta-2 agonisti usati per migliorare la respirazione (salbutamolo)