CAMPO MAGNÉTICO. Unidad IX. PROPIEDADES MAGNÉTICAS DE LA MATERIA Prof. López Avila Fisica II Comisiones 2S1 y 2S2

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1 CAMPO MAGNÉTICO Unidad IX. PROPIEDADES MAGNÉTICAS DE LA MATERIA Prof. López Avila Fisica II Coisiones 2S1 y 2S2 RESUMEN 1. TORSIÓN Y MOMENTO MAGNÉTICO 2. ORIENTACIÓN DE DIPOLOS 3. MOMENTOS MAGNÉTICOS ATÓMICOS 4. IMANACIÓN 5. DIAMAGNETISMO 6. PARAMAGNETISMO 7. FERROMAGNETISMO 1

2 1.1 MOMENTO DE FUERZAS (TORQUE) Espira en un capo agnético constante F..sin( ) Moento agnético IA x No hay fuerza neta Moento de fuerzas i r F Resultados generales i i 1.2 MOMENTO MAGNÉTICO Moento agnético IA Moento de fuerzas 2

3 2. ORIENTACIÓN DE DIPOLOS MAGNÉTICOS Un dipolo agnético situado en un capo agnético se orienta en dirección al capo Energía agnética ínia U 3 MOMENTOS MAGNÉTICOS ATÓMICOS Electrón girando en torno a un núcleo Moento agnético IA e ( r ) L 2 e L 2 Magnetón de ohr A 3

4 El electrón tiene adeás oento interno (espín) Moento agnético total L S ( ) Factor giroagnético para electrones Los átoos Crean capos agnéticos. Pueden tener oentos dipolares inducidos. Se orientan según el capo agnético. 4. IMANACIÓN En un aterial con oento agnético aparecen corrientes icroscópicas. Se crea una corriente superficial de carga En el interior la corriente es nula 4

5 Magnetización: Moento dipolar agnético por unidad de voluen d M dvol d di A dvol A dl Corriente aperiana por unidad de longitud di M dl Magnetización de saturación Todos los dipolos están orientados n= nº oléculas por unidad de voluen n M s 4.1 CAMPO DE IMANACIÓN Y VECTOR H La agnetización en casi todos los ateriales es proporcional al capo aplicado. Si el aterial está iantado crea un capo de ianación Y el capo total resulta M Susceptibilidad agnética M T 5

6 Vector excitación agnética H Vacío Medio T ( H M ) H H T (1 ) 1 ) r ( Otras relaciones T r M H 5. DIAMAGNETISMO Descubierto por Faraday en El capo de agnetización es opuesto al aplicado < Todos los ateriales presentan este efecto. Las espiras atóicas crean corrientes agnéticas inducidas. 6

7 En ateriales con oento agnético peranente este efecto se ve enascarado. Los ateriales superconductores son diaagnéticos perfectos =-1 T 6. PARAMAGNETISMO Materiales con oentos agnéticos peranentes que interaccionana entre sí débilente > (pequeña) M Magnetización baja = > >> M = Orientación al azar M > Alineación/ Mov. Térico M =M s Saturación 7

8 6.1 ley de Curie Gráfica de agnetización frente a capo externo 1 M M s M 3 KT Ms 1 3 M s KT Ley para bajos valores del capo aplicado Hay copetencia entre la agitación térica y la alineación agnética 7. FERROMAGNETISMO Se presenta en Fe, Co, Ni y aleaciones. Existen interacciones entre los espines de los electrones. La susceptibilidad > (grande) Magnetización alta aún para valores del capo externo bajos. En ausencia de capo existen doinios agnéticos en los que la agnetización no es nula. 8

9 Ferroagnetiso Son sustancias atraídas uy intensaente por los ianes Sus efectos desaparecen por encia de una teperatura, característica de cada sustancia, llaada punto de Curie Sus átoos están agrupados en grandes doinios, y en cada uno de ellos, los oentos agnéticos de todos sus átoos, presentan una isa orientación debido a la interacción entre ellos Coportaiento de una sustancia ferroagnética Por encia del punto de Curie, la agitación térica desalinea los doinios, y la sustancia pasa a coportarse coo paraagnética Doinios Moentos agnéticos alineados con el capo Moento agnético resultante Al aplicar un capo los doinios se orientan todos en dirección al capo externo. Sin capo agnético Con capo agnético Paraagnetiso Ferroagnetiso Para teperaturas altas (T>Tcurie) se convierten en paraagnéticos por la agitación térica. 9

10 7.1 Ciclo de Histéresis Un aterial ferroagnético recuerda su historia Cuando H vuelve a el aterial conserva parte de su agnetización. Tiene eoria M Magnetización Saturaciónalineación de doinios Curva de agnetización no lineal tiene que hacerse negativa para volver a tener una M nulo. Saturación en la dirección opuesta Capo aplicado Una vez el aterial se ha agnetizado, retendrá parte de esta agnetización. Recuerda su historia 1