4. PROPIEDADES MAGNÉTICAS DE LA MATERIA CAMPO MAGNÉTICO 4. PROPIEDADES MAGNÉTICAS DE LA MATERIA

RESUMEN 1. TOQUE Y MOMENTO MAGNÉTICO 2. ORIENTACIÓN DE DIPOLOS 3. MOMENTOS MAGNÉTICOS ATÓMICOS 4. IMANACIÓN 5. DIAMAGNETISMO 6. PARAMAGNETISMO 7. FERROMAGNETISMO

1.1 MOMENTO DE FUERZAS (TORQUE) Espira en un campo magnético constante t t No hay fuerza neta m m m Resultados generales Momento magnético Momento magnético Momento de fuerzas

1.2 MOMENTO MAGNÉTICO m Momento magnético Momento de fuerzas

2. ORIENTACIÓN DE DIPOLOS MAGNÉTICOS Un dipolo magnético situado en un campo magnético se orienta en dirección al campo  Energía magnética mínima m B

2.1 MOMENTOS MAGNÉTICOS ATÓMICOS Electrón girando en torno a un núcleo Momento magnético Magnetón de Bohr

El electrón tiene además momento interno (espín) Momento magnético total Los átomos Crean campos magnéticos. Pueden tener momentos dipolares inducidos. Se orientan según el campo magnético. Factor giromagnético g para electrones -2.0024

4. IMANACIÓN En un material con momento magnético aparecen corrientes microscópicas. Se crea una corriente superficial de carga En el interior la corriente es nula

Magnetización: Momento dipolar magnético por unidad de volumen Corriente amperiana por unidad de longitud Magnetización de saturación  Todos los dipolos están orientados n= nº moléculas por unidad de volumen

4.2 CAMPO DE IMANACIÓN Y VECTOR H La magnetización en casi todos los materiales es proporcional al campo aplicado B0 . Si el material está imantado crea un campo de imanación Y el campo total resulta Susceptibilidad magnética

Vector excitación magnética H Vacío Medio Otras relaciones

5. DIAMAGNETISMO Descubierto por Faraday en 1846. El campo de magnetización es opuesto al aplicado cm <0 Todos los materiales presentan este efecto. Las “espiras” atómicas se crean corrietnes magnéticas inducidas.

En materiales con momento magnético permanente este efecto se ve enmascarado. Los materiales superconductores son diamagnéticos perfectos cm =-1

6. PARAMAGNETISMO Materiales con momentos magnéticos permanentes que interaccionana entre sí débilmente cm >0 (pequeña) Magnetización baja B0 =0 B0 >0 B0 >>0 M =0 M >0 M =Ms Orientación al azar Alineación/ Mov. Térmico Saturación

6.1 ley de Curie Gráfica de magnetización frente a campo externo M B0 Ms Ley para bajos valores del campo aplicado Hay competencia entre la agitación térmica y la alineación magnética B0

7. FERROMAGNETISMO Se presenta en Fe, Co, Ni y aleaciones. Existen interacciones entre los espines de los electrones. La susceptibilidad cm >0 (grande) Magnetización alta aún para valores del campo externo bajos. En ausencia de campo existen dominios magnéticos en los que la magnetización no es nula.

Al aplicar un campo los dominios se orientan todos en dirección al campo externo. Para temperaturas altas (T>Tcurie) se convierten en paramagnéticos por la agitación térmica. Sin campo magnético Con campo magnético Paramagnetismo Ferromagnetismo

7.1 Ciclo de Histéresis Un material ferromagnético recuerda su historia Saturaciónalineación de dominios M Magnetización Cuando H vuelve a 0 el material conserva parte de su magnetización. Tiene memoria Curva de magnetización no lineal B Campo aplicado B tiene que hacerse negativa para volver a tener una M nulo. Una vez el material se ha magnetizado, retendrá parte de esta magnetización. Recuerda su “historia” Saturación en la dirección opuesta