materiales magnéticos - Utn

κM , la susceptibilidad magnética del material, definida a través de (1.4), resulta ser una magnitud
adimensional. La susceptibilidad magnética no está considerada en el Sistema Internacional de
r r r
Unidades y también suele definírsela a partir de B = μ0H
+ M , con lo que se mide en H/m
siendo además diferentes sus valores numéricos.
Modelos microscópicos.
Diamagnetismo:
El diamagnetismo se supone presente en todos los materiales afectados por un campo magnético,
pero como es un efecto pequeño, si existe paramagnetismo, ferromagnetismo o ferrimagnetismo,
que son efectos de mayor intensidad lo enmascaran.
La descripción de fenómenos subatómicos como el diamagnetismo escapan a la mecánica y el
electromagnetismo clásicos y son mejor descriptos en términos de la mecánica cuántica, aún
cuando esta teoría sólo da una explicación cualitativa. El movimiento de los electrones en torno del
núcleo, según la mecánica cuántica, tiene trayectorias difusas y las posiciones promediadas en el
tiempo serían las que explican las observaciones macroscópicas. La aplicación de un campo
magnético produciría una fuerza electromotríz que alteraría las “orbitas electrónicas”, generando un
momento magnético inducido según la ley de Lenz, o sea en oposición a esta variación; establecido
el campo final esta fuerza electromotríz desaparece y los electrones permanecen en su nuevo
estado; notemos que dentro del átomo los electrones se moverían en el vacío y que estando en
estados de equilibrio cuántico no irradian aunque estén acelerados. Al eliminarse el campo
magnético exterior el proceso se revierte y el material vuelve a la situación original.
A los efectos de este curso lo importante de considerar es:
1. El diamagnetismo está siempre presente pero es un efecto débil, y en general no se lo considera
técnicamente.
2. Es independiente de la temperatura.
3. El diamagnetismo no tiene efectos residuales.
4. El diamagnetismo atenúa el campo exteriormente aplicado produciendo una susceptibilidad
levemente negativa.
Paramagnetismo:
El paramagnetismo se da en materiales cuyos átomos o moléculas tienen momentos magnéticos
permanentes. Un campo magnético exterior tiende a ordenar estos momentos magnéticos en forma
paralela al mismo y la temperatura tiende a desordenarlos (correctamente dicho, otros procesos
térmicamente activados), alcanzándose para cada excitación magnética y temperatura una
magnetización de equilibrio.
NOTA: en estos temas es costumbre llamar paralela a la alineación en la dirección y sentido del
campo exterior y antiparalela a la alineación en igual dirección y sentido opuesto.
Especialmente paramagnéticos son los metales de transición (excluímos los ferromagnéticos Fe, Ni
y Co) y las tierras raras con átomos que tengan electrones desapareados; éste es un efecto cuántico,
pero se puede aproximar a átomos que tengan número impar de electrones en las capas incompletas.
1. El paramagnetismo refuerza el campo magnético aplicado exteriormente.
2. Depende de la temperatura.
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