8.02T > Notes, Electromagnetismo I
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momento dipolar magnético força magnética FB dFB FB μ qv B Idl IAnˆ IA geram: B sentem: 1) torque, para alinhar com campos externos 2) forças, como os magnetes (ímans), que reduzem: I L B 10.1 U dipolo -μ B 2 10. magnetismo em meios materiais 10.1. momento dipolar magnético os momentos magnéticos surgem ao nível dos átomos dos materiais, em consequência dos momentos magnéticos dos electrões e de uma pequena contribuição com origem no núcleo n̂ se todas as substâncias contêm electrões, porque é que não são todas "magnéticas"? em muitas substâncias o momento magnético de um electrão é cancelado pelo de outro electrão que tem órbita em sentido oposto o momento magnético orbital dos electrões tem efeito nulo ou muito reduzido sobre as propriedades magnéticas dos materiais A +p que factores contribuem, então, para as propriedades magnéticas? um electrão rodando em torno de si próprio (spin) comporta-se como um dipolo magnético e tem um momento dipolar, na direcção do campo aplicado o momento magnético de spin dos electrões tem forte contribuição para as propriedades magnéticas dos materiais (é explicado pela mecânica quântica) -p i dipolo magnético p monopolo τ μ B U B corrente amperiana iAnˆ carga em movimento 10.3 10.5 1 os materiais com propriedades magnéticas consistem em vários dipolos permanentes ou induzidos nalguns materiais os dipolos associam-se em domínios com igual orientação a classificação dos materiais relativamente às suas propriedades magnéticas é explicada pelo modo de alinhamento dos seus dipolos magnéticos quando são expostos ao campo magnético 10.3. magnetização sob influência de um campo magnético Bapl aplicado os materiais ficam magnetizados, i. é, são induzidos momentos magnéticos ou são alinhados os momentos permanentes N F S F B a magnetização é o alinhamento dos momentos magnéticos de acordo com o campo magnético aplicado 10.6 10.5. classificação do comportamento magnético dos materiais magnetização do material e Bind no mesmo material no espaço envolvente o campo magnético é a soma do campo aplicado com o campo induzido B Bapl 10.7 1. diamagnetismo B • • B Bind • materiais sem momentos magnéticos permanentes fracamente repelidos por um magnete (magnetização em sentido oposto ao do campo aplicado) exemplos: água, vidro, Cu, Bi, C, Ag, Au, Pb, Zn 2. paramagnetismo Bapl Bind • • • 10.8 materiais com momentos magnéticos permanentes atraídos por magnete (magnetização paralela ao campo aplicado) exemplos: Al, Cr, K, Mg, Mn, Na, O2 10.9 2 susceptibilidades magnéticas 3. ferromagnetismo • • • • materiais paramagnéticos materiais com momentos magnéticos permanentes alinhados em domínios de magnetização a magnetização é retida mesmo após remover o campo aplicado exemplos: Fe, Ni, Co, Gd, Dy m alumínio 2.3 x 10-5 cálcio 1.9 x 10-5 oxigénio 2.1 x 10-6 materiais diamagnéticos m bismuto -1.66 x 10-5 cobre -9.8 x 10-6 ouro -3.6 x 10-6 paramagnetismo: m > 0 diamagnetismo: m < 0 10.10 10.11 diamagnetismo ferromagnetismo Tudo é ligeiramente diamagnético. Porquê? 1.os materiais ferromagnéticos são formados por pequenos domínios de magnetização em que os momentos magnéticos estão alinhados 2.quando se aplica um campo magnético externo B0, os momentos tendem a alinhar-se paralelamente a B0 Se não existem momentos magnéticos (electrões desemparelhados) então este é o efeito dominante 10.12 10.13 3 histerese magnética a magnetização M de um material ferromagnético depende da sua história de comportamento magnético temperatura de Curie para T > Tcurie, um material ferromagnético passa a ter comportamento paramagnético Paramagnético Ferromagnético a magnetização mantém-se mesmo depois de desligado o campo externo B0!!! a magnetização reduz-se para temperatura superior à de Curie 10.14 4
