Diamagnetismo e paramagnetismo, Notas de estudo de História

Baixe Diamagnetismo e paramagnetismo e outras Notas de estudo em PDF para História, somente na Docsity!

Diamagnetismo

Diamagnetismo

e

e

paramagnetismo

paramagnetismo

Kittel 7ª edição Cap 14Kittel 8ª edição Cap 11

Aschcroft Cap 31

Introdu

Introdu

ç

ç

ão

ão

Histórico Conceitos básicos

Campo magnético Indução magnética Magnetização Momento magnético

Classes de materiais magnéticos

Diamagnetos Paramagnetos

Ferromagnetos Antiferromagnetos

Magnetismo e navega

Magnetismo e navega

ç

ç

ão

ão

Lodestone: chineses e europeus 800AC Chineses: direção em terra (indicadorde SUL 100DC) Europeus: navegação, início da ciência

moderna do magnetismo.

1263 Pierre de Maricourt

existência dos polos Norte e Sul.

1269 Petrus Peregrinus:Origem celestial polos eMoto contínuo(patentes americanas até 1970)

As viagens de

Gulliver

De

De

Magnete

Magnete

De Magnete

, de William Gilbert:

Primeiro tratado científico de magnetismo. Observação do campo de dipolo para

diferentes formas de ímã.

A terra é um grande ímã

S S

é

é

culo XX: Relatividade e Mecânica Quântica

culo XX: Relatividade e Mecânica Quântica

Se correntes Amperianas de 1.76MA/m circulam

em uma barra de Ferro, por quê ela não funde?

Esta corrente persiste indefinidamente

sem dissipar calor??

1900 Max Planck introduz o quantum 1905-1910 Langevin: dependência do paramagnetismo

com a

temperatura

1907 Weiss: postula o “campo molecular” para explicar oferromagnetismo 1907 Pierre Weiss: propõe a existência de domínios 1913 O átomo de Bohr: correntes elétricas internas 1926 Heisenberg e Dirac: explicação o quântica para

campo molecular (interação de troca)

1926 A equação de Schrödinger 1927 Pauli: paramagnetismo de metais 1928 Paul Dirac introduz o conceito de spin 1946 Ressonância magnética 1960s Magnetismo amorfo

Avan

Avan

ç

ç

os Tecnol

os Tecnol

ó

ó

gicos

gicos

Campo e Indu

Campo e Indu

ç

ç

ão

ão

Vetor indução magnética

B

(resposta do meio)

Diferença entre B e H

Aceleração de cargas em movimento Torque em um dipolo magnético Força sobre um condutor

0

μ

=

B

H

Aparecimento de campo

↓

variação de energia

↓

FORÇA

B: resposta do meio

depende do meio

μ

0

x

Hm

Permeabilidade

do vácuo

F=

q

v

×

B

força de Lorentz

Sempre que H for gerado por corrente Meio responde com o aparecimento deuma força

SI

CGS

[N]=[C][m/s][B]

[B]=[G]

[B]=[N][C]

[m/s]

1G=

T

[B]=[N][Am]=[T]

Indu Indu

çç

ão e Magnetiza

ão e Magnetiza

çç

ão

ão

Meio magnético

Aumento de B (Para e Ferromagnético) Diminuição de B (Diamagnéticos)

Momento Magnético m=momento de dipolo magnético

p=“força do polo”

φ

=fluxo que emana de “um polo”

λ

=comprimento

Magnetização: definição

Material contribui para a indução do meio

B

V

V

A

φ

φ

μ

μ

μ

=

=

=

=

m

M

l

l

l

μ

=

B

M

N

S

×

m

B

m

p

l

0

p

φ

μ

0

m

φ

μ

l

}

Í

Í

mã Permanente

mã Permanente

Barra de material magnéticomagnetizada Formação de polos N e S Linhas de

CAMPO B: contínuas

Linhas de

CAMPO H: N

S

^

^

^

^

^

^

^

^

^

N

S

^

^

Dentro do Material

μ

0

M

μ

0

H

d

B

d

d

H

N M

=

Fator Geométrico

Campo

Desmagnetizante

Material magnético pode:

Aumentar B (para e ferromagnetos) Diminuir B (diamagnetos).

Jogando com a equação:

Substituindo:

Rela

Rela

ç

ç

ão entre B, H e M

ão entre B, H e M

2 contribuições para a indução

Decorrentes do campo H Decorrente da magnetização do meio

0

μ

B

H

M

0

1





=









B

M

H

H

μ

=

B H

χ

=

M

H

(

)

0

1

μ

μ

χ

=

Permeabilidade

Susceptibilidade

(

)

1

r

μ

μ

χ

μ

=

=

Permeabilidade

relativa

Susceptibilidade

Susceptibilidade

Origem do Momento Magn

Origem do Momento Magn

é

é

tico

tico

Origem do momento magnético atômico:

movimento orbital

do elétron em torno do núcleo

movimento de spin

do elétron

variação

do momento angular (diamagnetismo)

Clássico:

μμμμ

corrente fluindo em um circuito fechado

μμμμ

= I= I= I= I ·

·

· · A

A

A A

L

valores discretos

L =

n

ħ

onde

n

Logo

μ

orb

é quantizado

{

• correntes convencionais- elétron em órbita

μ

orb

= h · e / 4

m

e

μμμμ

B

−−24−−

24

24 24

Am

2

magneton de Bohr

unidade fundamental do magnetismo

Modelo de Bohr

elétron em órbita circular com momento angular orbital: Momento magnético orbital

será:

I

q. t

= -e·

ω/

π

μ

orb

I · A

= -½ · e ·

r

2

m

e

L

m

e

v

x r

L = m

e

r

2

A

π

r

2

ν

ω/

π

μμμμ

orb

= – (e / 2m

e

L

antiparalelos

razão

giromagnética

Origem dos momentos magnéticos Tipo de interação entre os momentos

Magnetismo Fraco

Diamagnetos Paramagnetos

Magnetismo Forte

Materiais Ordenados:

Ferromagnetos

Antiferromagnetos

Ferrimagnetos

Classifica

Classifica

ç

ç

ão magn

ão magn

éé

tica dos materiais

tica dos materiais

Classifica

Classifica

ç

ç

ão magn

ão magn

éé

tica dos materiais

tica dos materiais

Diamagnéticos

Não possuem momento permanente Origem

variação do momento orbital dos elétronsinduzida pela ação de um campo magnético

Resposta se opõe ao campo

MUITO PEQUENO

(

Lei de Lenz

)

0

M

H

χ

=

<

μ μ

μ μ

Todo material apresenta diamagnetismo Resulta do efeito de um campo

VARIÁVEL

sobre os elétrons