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Se il numero di elettroni all'interno dell'orbitale è dispari rimane un elettrone spaiato il cui momento
magnetico non è compensato: l'atomo possederà in questo caso un momento magnetico permanente. Queste
sostanze sono per la maggior parte dette paramagnetiche, il loro comportamento magnetico è quello si una
sostanza che contiene magneti permanenti orientati in maniera casuale. In queste sostanze, però, i
fenomeni magnetici sono, come nel caso delle sostanze diamagnetiche, estremamente deboli. In entrambi i
casi si parla nel linguaggio comune di sostanze non magnetiche.
Vi sono, d'altra parte, dei materiali che chiamiamo magnetici. Tra gli elementi di questo tipo i più noti
sono il Ferro, il Nichelio e il Cobalto, inoltre anche alcuni degli elementi dei Lantanidi fanno parte di
questo gruppo. A tale proposito sono inoltre pertinenti anche alcuni ossidi di Ferro, quali la magnetite,
nella quale fu per la prima volta osservato il fenomeno dl magnetismo.
Per misurare quantitativamente il magnetismo di un determinato materiale si usano dei campi magnetici
esterni: siano questi campi generati da un solenoide attraversato da una corrente elettrica, un solenoide è
fatto da una bobina con molti avvolgimenti di un filo conduttore, generalmente un filo di Rame, al cui
interno come nucleo, si pone il campione o dal campo magnetico terrestre. Se detto materiale viene inserito
in un campo magnetico esterno, come per esempio un nucleo in un solenoide, questo campo viene
incrementato di un dato fattore se il nucleo à magnetico o paramagnetico ed è invece leggermente
smorzato nel caso in cui il nucleo sia diamagnetico. Il paramagnetismo provoca aumenti del campo
magnetico esterno molto bassi (di poco sopra l'unità) mentre i materiali magnetici presentano degli
incrementi del campo magnetico dell'ordine di 10 5 , il campo magnetico generato da un solenoide nel quale
è inserito un nucleo è molte centinaia di migliaia di volte superiore a quello del medesimo solenoide privo
di nucleo.
Nei materiali magnetici, come in quelli paramagnetici, gli atomi sono dotati di momenti magnetici che in
questo caso sono. però, in primo luogo molto forti (il Ferro ad esempio ha 4 elettroni spaiati negli orbitali
non completi). In secondo luogo, ed è questa la chiave per comprendere il fenomeno, questi momenti
esercitano l'uno sull'altro un'influenza talmente forte che essi non si orientano più individualmente ma,
all'interno degli orbitali non completi essi sono tutti paralleli e possono quindi essere sommati.
In materiali quali il Ferro puro sono presenti solo atomi dello stesso tipo dotati di momenti magnetici
tutti orientati nella stessa direzione. Questa classe di materiali viene detta Ferromagnetici. Altra sostanze
più complesse come la Magnetite (Fe 3O 4) presentano due tipi di momenti magnetici che, pur essendo
orientati in direzioni opposte, sono di diversa grandezza. La loro somma vettoriale, quindi non porta a un
loro reciproco annullamento, quindi anche in questi materiali, detti Ferrimagnetici, permane un momento
magnetico risultante di dimensioni consistenti.
Oggetti composti da tali materiali divengono disponibili alla prospezione magnetica quando il campo
geomagnetico viene misurato con tale precisione che si possono riconoscere le deviazioni locali da valore
principale causate dagli stessi oggetti. Per quantizzare questo fenomeno è stato introdotto il principio
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