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Magnetismo na matériaMagnetismo na matéria
Bm
x̂ sinmB
x̂ sinIabB
x̂ sin)sinIbB(a
x̂ sinaFFrN
torque
o
90
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rotaçãorotação
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Modelo atômico simplificadoModelo atômico simplificado
Momento magnético Momento magnético orbitalorbital
Momento magnético Momento magnético de spinde spin
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Momento magnético Momento magnético orbitalorbital
Momento magnético Momento magnético de spinde spin
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ConsidereConsidere um um elétronelétron movendomovendo--sese comcom velocidadevelocidade vv
emem umauma órbitaórbita de Bohrde Bohr circular de circular de raioraio RR. . O O movimentomovimento
produzproduz correntecorrente::
ondeonde TT é o é o períodoperíodo orbital do orbital do elétronelétron..
EspirasEspiras de de correntecorrente produzemproduzem um campo um campo magnéticomagnético de de
dipolodipolo::
Magnitude doMagnitude do momentomomento angularangular orbital é orbital é L = L = mvRmvR = =
mmRR22. . CombinandoCombinando comcom mm::
UmUm elétronelétron nana primeiraprimeira órbitaórbita dede Bohr com Bohr com
tem tem momentomomento magnéticomagnético dado dado porpor
i e
T
e
2
Modelo atômico simplificadoModelo atômico simplificado
22
2
1
2ReR
eiAl
m
Lm
el
2m
L
mB e
2m= 9.27x10-24 Am2
MagnetonMagneton de Bohr de Bohr
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Quantização espacial dos momentos magnéticosQuantização espacial dos momentos magnéticos
ml glmB L
ˆ ms gsmB ˆ S
msz gsmB ms
ExperimentoExperimento dede SternStern--GerlachGerlach
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R
x
y
z
M
r
r
)z,y,x(P
. volumedeunidadepormagnéticodipolodemomentoM
MagnetizaçãoMagnetização
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aleatórioaleatório
paramagnetismoparamagnetismo
DiamagnetismoDiamagnetismo
Campo Campo B B externoexterno
FerromagnetismoFerromagnetismo
MagnetizaçãoMagnetização
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MagnetizaçãoMagnetização
l
NI = H
H = B 00 m
H = B m
+ = 00 MHB mm
H = M m
magnetização
SusceptibilidadeSusceptibilidade
magnéticamagnética
1- = rm m
0
r = m
mm
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Para Para meiosmeios isotrópicosisotrópicos e e homogêneoshomogêneos
PropriedadesPropriedades
elétricaselétricas PropriedadesPropriedades
magnéticasmagnéticas
)1( er )1( mr m
MHB
00 mm
HM m
Hr
mm0
H
m
PED
0
EP e
0
Er
0
E
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magnéticalidadesusceptibiHM mm :
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Diamagnetismo x ParamagnetismoDiamagnetismo x Paramagnetismo
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Temperatura Resistividade elétrica para metais normais e para materiais supercondutores em função da temperatura
Superconductividade
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No estado supercondutor um corpo (o círculo azul) exclui um campo magnético de seu interior.
O campo magnético penetra o mesmo corpo quando ele se torna um condutor normal.
T < TC T > TC
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FERROMAGNETISMOFERROMAGNETISMO
Alinhamento de momentos
magnéticos atômicos na ausência
de um campo magnético externo Forças de acoplamento alinham os momentos magnéticos
MB
MHB
0
00
+ =
m
mm
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DomíniosDomínios e e HistereseHisterese
Dentro de cada domínio todos os dipolos magnéticos atômicos estão alinhados mas a direção de alinhamento varia de um domínio ao outro.
Mudança gradual na orientação dos dipolos magnéticos através de uma parede de domínio.
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ANTIFERROMAGNETISMOANTIFERROMAGNETISMO FERRIMAGNETISMOFERRIMAGNETISMO
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Canadá Antártida
AURORAS BOREAL E AUSTRALAURORAS BOREAL E AUSTRAL