Appunti di Fisica bII (Elettrodinamica) - Guido Cioni

Orbite elettroniche
Il campo magnetico nel vuoto viene modificato dalla presenza di un corpo. Ad esempio se
all’interno di un solenoide viene posto un oggetto di ferro dolce , questo modifica il campo
presente , introducendo delle correzioni significative. Ci chiediamo quindi quali siano le nuove
equazioni di Maxwell in questo caso. Per una grande quantità di materiali ( diamagnetici e
paramagnetici ) il campo viene modificato di poco , circa di parti rispetto al vuoto. Per i
materiali ferromagnetici invece il campo può aumentare di un fattore . La natura
del materiale può essere verificata osservando il tipo di attrazione che si stabilisce tra il
solenoide ed il materiale. I materiali ferromagnetici risultano notevolmente attratti mentre gli
altri respinti. Tale comportamento è dovuto , a livello microscopico , alla presenza di dipoli
elettrici e magnetici. La schematizzazione così proposta ( atomi come formati da dipoli ) è molto
approssimata e per molte situazioni non basta a descrivere l’andamento nel tempo. La posizione
dell’elettrone nell’atomo è meglio descritta da una funzione d’onda che esprime la possibilit{ per
l’elettrone di trovarsi in un determinato punto. In questo caso si nota che in alcuni materiali
esiste un momento magnetico intrinseco che è diverso da 0 nei materiali ferromagnetici.
L’accensione del campo magnetico esterno induce la formazione di un momento magnetico
interno la cui direzione dipende dal tipo di materiale adoperato.
Le particelle che costituiscono gli atomi del materiale sono protoni , neutroni ed elettroni
indicati con la notazione . Queste hanno un momento angolare intrinseco , dunque
possono essere considerate alla stregua di piccole spire dotate di momento magnetico. Il
momento angolare di queste particelle è detto Spin. Consideriamo il caso in cui la
schematizzazione atomica sia fatto attraverso la descrizione di un’orbita stabile. Possiamo
scrivere le relazioni che legano la corrente e le forze che si equilibrano per ottenere i parametri
orbitali.
Abbiamo volutamente messo in evidenza il momento angolare della particella poiché sappiamo
che per questo esiste una quantizzazione definita dalla costante di Planck
Il raggio e la velocit{ dell’orbita sono invece parametri indeterminati , a causa del principio di
Heisenberg. Si ottiene quindi , in forma vettoriale , la relazione tra il momento magnetico e
quello angolare
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