Ö T - USPromeo.if.usp.br/~mcsantos/aula_magnetismo.pdf · paramagnetismo Diamagnetismo Campo B...
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Magnetismo na matériaMagnetismo na matéria
Bm
x̂ sinmB
x̂ sinIabB
x̂ sin)sinIbB(a
x̂ sinaFFrN
torque
o
90
rotaçãorotação
Modelo atômico simplificadoModelo atômico simplificado
Momento magnético Momento magnético orbitalorbital
Momento magnético Momento magnético de spinde spin
Momento magnético Momento magnético orbitalorbital
Momento magnético Momento magnético de spinde spin
ConsidereConsidere um um elétronelétron movendomovendo--sese comcom velocidadevelocidade vv
emem umauma órbitaórbita de Bohrde Bohr circular de circular de raioraio RR. . O O movimentomovimento
produzproduz correntecorrente::
ondeonde TT é o é o períodoperíodo orbital do orbital do elétronelétron..
EspirasEspiras de de correntecorrente produzemproduzem um campo um campo magnéticomagnético de de
dipolodipolo::
Magnitude doMagnitude do momentomomento angularangular orbital é orbital é L = L = mvRmvR = =
mmRR22. . CombinandoCombinando comcom mm::
UmUm elétronelétron nana primeiraprimeira órbitaórbita dede Bohr com Bohr com
tem tem momentomomento magnéticomagnético dado dado porpor
i e
T
e
2
Modelo atômico simplificadoModelo atômico simplificado
22
2
1
2ReR
eiAl
m
Lm
el
2m
L
mB e
2m= 9.27x10-24 Am2
MagnetonMagneton de Bohr de Bohr
Quantização espacial dos momentos magnéticosQuantização espacial dos momentos magnéticos
ml glmB L
ˆ ms gsmB ˆ S
msz gsmB ms
ExperimentoExperimento dede SternStern--GerlachGerlach
R
x
y
z
M
r
r
)z,y,x(P
. volumedeunidadepormagnéticodipolodemomentoM
MagnetizaçãoMagnetização
aleatórioaleatório
paramagnetismoparamagnetismo
DiamagnetismoDiamagnetismo
Campo Campo B B externoexterno
FerromagnetismoFerromagnetismo
MagnetizaçãoMagnetização
MagnetizaçãoMagnetização
l
NI = H
H = B 00 m
H = B m
+ = 00 MHB mm
H = M m
magnetização
SusceptibilidadeSusceptibilidade
magnéticamagnética
1- = rm m
0
r = m
mm
Para Para meiosmeios isotrópicosisotrópicos e e homogêneoshomogêneos
PropriedadesPropriedades
elétricaselétricas PropriedadesPropriedades
magnéticasmagnéticas
)1( er )1( mr m
MHB
00 mm
HM m
Hr
mm0
H
m
PED
0
EP e
0
Er
0
E
magnéticalidadesusceptibiHM mm :
Diamagnetismo x ParamagnetismoDiamagnetismo x Paramagnetismo
Temperatura Resistividade elétrica para metais normais e para materiais supercondutores em função da temperatura
Superconductividade
No estado supercondutor um corpo (o círculo azul) exclui um campo magnético de seu interior.
O campo magnético penetra o mesmo corpo quando ele se torna um condutor normal.
T < TC T > TC
FERROMAGNETISMOFERROMAGNETISMO
Alinhamento de momentos
magnéticos atômicos na ausência
de um campo magnético externo Forças de acoplamento alinham os momentos magnéticos
MB
MHB
0
00
+ =
m
mm
DomíniosDomínios e e HistereseHisterese
Dentro de cada domínio todos os dipolos magnéticos atômicos estão alinhados mas a direção de alinhamento varia de um domínio ao outro.
Mudança gradual na orientação dos dipolos magnéticos através de uma parede de domínio.
ANTIFERROMAGNETISMOANTIFERROMAGNETISMO FERRIMAGNETISMOFERRIMAGNETISMO
Canadá Antártida
AURORAS BOREAL E AUSTRALAURORAS BOREAL E AUSTRAL