Paramagnetismo
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O paramagnetismo consiste na tendência que os dipolos magnéticos atômicos têm de se alinharem paralelamente com um campo magnético externo. Este efeito ocorre devido ao spin mecânico-quântico, assim como o momento angular orbital dos elétrons. Caso estes dipolos magnéticos estejam fortemente unidos então o fenômeno poderá ser o ferromagnetismo ou o ferrimagnetismo.
Este alinhamento dos dipolos magnéticos atômicos tende a se fortalecer e é descrito por uma permeabilidade magnética relativa maior do que a sua unidade (ou, equivalentemente, uma susceptibilidade magnética positiva e pequena).
O paramagnetismo requer que os átomos possuam, individualmente, dipolos magnéticos permanentes, mesmo sem um campo aplicado, o que geralmente implica em um átomo desemparelhado com os orbitais atômicos ou moleculares.
No paramagnetismo puro, estes dipolos atômicos não interagem uns com os outros e são orientados aleatoriamente na ausência de um campo externo, tendo como resultado um momento líquido zero. No caso de existir uma interação, então podem espontaneamente se alinhar ou antialinhar-se, tendo como resultado o ferromagnetismo ou o antiferromagnetismo, respectivamente. O comportamento paramagnético pode também ser observado nos materiais ferromagnéticos que estão acima da temperatura de Curie, e nos antiferromagnéticos acima da temperatura de Néel.
Em átomos sem dipolo magnético, um momento magnético pode ser induzido em uma direção anti-pararela a um campo aplicado, este efeito é chamado de diamagnetismo. Os materiais paramagnéticos podem também exibir o diamagnetismo, mas tipicamente com valores fracos.
Os materiais paramagnéticos em campos magnéticos sofrem o mesmo tipo de atração e repulsão que os ímãs normais, mas quando o campo é removido o movimento Browniano rompe o alinhamento magnético. No geral os efeitos paramagnéticos são pequenos (susceptibilidade magnética na ordem entre 10-3 e 10-5).
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[editar] Lei de Curie
Sobre baixos campos magnéticos, os materiais paramagnéticos exibem a magnetização na mesma direção do campo externo, e de acordo com a lei de Curie:
onde:
- M é a magnetização resultante.
- B é a densidade do fluxo magnético do campo aplicado, medido em tesla.
- T é a temperatura absoluta, medida em kelvin.
- C é uma constante específica de cada material (sua Constante de Curie).
Esta lei indica que os materiais paramagnéticos tendem a se tornar cada vez mais magnéticos enquanto o campo magnético aumentar, e cada vez menos magnéticos ao aumentar a temperatura. A lei de Curie é incompleta, pois não prediz a saturação que ocorre quando a maioria dos dipolos magnéticos estão alinhados, pois a magnetização será a máxima possível, e não crescerá mais, independentemente de aumentar o campo magnético ou diminuir-se a temperatura.
[editar] Materiais paramagnéticos
- Alumínio Al [13] (metal) É o material paramagnético preferido para aplicações em catapultas eletromagnéticas lunares, utilizando rególito como minério.
- Bário Ba [56] (metal)
- Cálcio Ca [20] (metal)
- Oxigênio, na forma líquida. O [8] (não-metal)
- Platina Pt [78] (metal)
- Sódio Na [11] (metal)
- Estrôncio Sr [38] (metal)
- Urânio U [92] (metal)
- Magnésio Mg [12] (metal)
- Tecnécio Tc [43] (artificial)
- Disprósio
[editar] Ilustrações de prova do paramagnetismo
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[editar] Ver também
[editar] Referências
- Charles Kittel, Introduction to Solid State Physics (Wiley: New York, 1996).
- Neil W. Ashcroft and N. David Mermin, Solid State Physics (Harcourt: Orlando, 1976).
- John David Jackson, Classical Electrodynamics (Wiley: New York, 1999).
[editar] Ligações externas
- Classificação de materiais magnéticos ((en)) Mantida pelo Applied Alloy Chemistry Group da Universidade de Birmingham.
