trabalho resumo, magnetismo da matéria física 3

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Magnetismo em materiais - paramagnetismo, diamagnetismo e ferromagnetismo
Todo matéria exibe propriedades magnéticas quando submetida a um campo magnético externo . Até mesmo substâncias como cobre e alumínio, que normalmente são livres de propriedades magnéticas, são afetadas pela presença de um campo magnético produzido por qualquer pólo de um imã de barra. Dependendo se há uma atração ou repulsão pelo pólo de um ímã, a matéria é classificada como sendo paramagnética ou diamagnética, respectivamente. Alguns materiais, notavelmente o ferro, mostram uma atração muito grande para o pólo de uma barra permanente de ímã; materiais deste são chamados ferromagnéticos.
Paramagnéticos - são materiais que possuem elétrons desemparelhados e que quando na presença de um campo magnético os mesmos se alinham, fazendo surgir dessa forma um ímã que tem a capacidade de provocar um leve aumento na intensidade do valor do campo magnético em um ponto qualquer. Esses materiais são fracamente atraídos pelos ímãs. São materiais paramagnéticos: o alumínio, o magnésio, o sulfato de cobre, etc.
	
	Oxigênio líquido, o qual é paramagnético, é atraído  pelo campo magnético de um ímã permanente.
Uma força resultante é exercida nos dipolos magnéticos porque o campo magnético não é uniforme.
	
	Alumínio: exemplo de material paramagnético.
Diamagnéticos – são materiais que se colocados na presença de um campo magnético tem seus ímãs elementares orientados no sentido contrário ao sentido do campo magnético aplicado. Assim, estabelece-se um campo magnético na substância que possui sentido contrário ao campo aplicado. São substâncias diamagnéticas: o bismuto, o cobre, a prata, o chumbo, etc.
	
	Prata: exemplo de material diamagnético
	
	Comparação entre paramagnetismo e diamagnetismo.
Nos materiais paramagnéticos quando se introduzem em um campo magnético se induz outro campo interior que trata de anular o exterior, portanto o sentido é contrário. Nos materiais diamagnéticos o campo que se induz tem o mesmo sentido que o exterior, portanto criam-se forças de repulsão.
Ferromagnéticos – as substâncias que compõem esse grupo apresentam características bem diferentes das características dos materiais paramagnéticos e diamagnéticos. Esses materiais se imantam fortemente se colocados na presença de um campo magnético. É possível verificar, experimentalmente, que a presença de um material ferromagnético altera fortemente o valor da intensidade do campo magnético. São substâncias ferromagnéticas somente o ferro, o cobalto, o níquel e as ligas que são formadas por essas substâncias. Os materiais ferromagnéticos são muito utilizados quando se deseja obter campos magnéticos de altas intensidades.
	
Extensão
Complemento caso necessário 
 Categorias dos Materiais Magnéticos
2.1 Paramagnetismo
O paramagnetismo ocorre em materiais cujos átomos têm momentos magnéticos permanentes que interagem entre eles apenas fracamente, resultando em uma suscetibilidade magnética positiva muito pequena. Quando não existe um campo magnético externo, esses momentos magnéticos estão aleatoriamente orientados. Na presença de um campo magnético externo, os momentos magnéticos tendem a se alinhar paralelamente ao campo, mas isso sofre a resistência da tendência de os momentos magnéticos se orientarem aleatoriamente devido ao movimento térmico. O grau de alinhamento dos momentos com o campo depende da intensidade do campo e da temperatura. Esse grau de alinhamento usualmente é pequeno, porque a energia do momento magnético em um campo magnético é tipicamente muito menor que a energia de um átomo do material, que é da ordem de kT, onde k é a constante de Boltzmann e T é a temperatura absoluta.A energia potencial de um dipolo magnético de momento µ em um campo magnético externo B. A energia potencial quando o momento é paralelo com o campo (ɵ=0) é menor que quando o momento é antiparalelo (ɵ=180°) por uma quantidade 2µB. Para um momento magnético atômico típico de um magnéton de Bohr e um campo magnético forte típico de um T, a diferença em energia potencial é
ΔU=2µB=2(5,79x10-5eV/T) (1T) =1,16x10-4 eV
Na temperatura normal de T=300K, a energia térmica típica kT é
kT= (8,62x10-5eV/K) (300K) =2,59x10 -2eV
que é mais de 200 vezes maior que 2µB. Assim, mesmo em um campo magnético muito forte de 1 T a maioria dos momentos magnéticos estará aleatoriamente orientada por causa dos movimentos térmicos.
2.2 Ferromagnetismo
O ferromagnetismo ocorre em ferro puro, no cobalto e no níquel, assim como ligas desses metais com qualquer outro. Também ocorre no gadolínio, no disprósio e em uns poucos compostos. O ferromagnetismo surge da forte interação dos elétrons em uma camada incompleta de um metal ou entre elétrons localizados que formam momentos magnéticos, ou na vizinhança de átomos ou moléculas. Essa interação, chamada de interação de câmbio, diminui a energia de um par de elétrons com rotações paralelas.
Os materiais ferromagnéticos têm valores de suscetibilidade magnética positivos muito elevados Xm, quando medidos valores nas condições descritas, que se seguem. Nessas substâncias, um pequeno campo magnético externo pode produzir um grau muito elevado de alinhamento dos momentos magnéticos dipolares atômicos. Em alguns casos, o alinhamento pode persistir mesmo quando o campo magnetizador externo é removido. Esse alinhamento persiste porque os momentos magnéticos dipolares exercemforças elevadas sobre seus vizinhos, de tal modo que em uma região do espaço os momentos são alinhados um com o outro mesmo que não exista campo externo. A região do espaço na qual os momentos magnéticos dipolares estão alinhados é chamada de domínio magnético. O tamanho de um domínio é usualmente microscópio. Dentro do domínio, todos os momentos magnéticos atômicos permanentes estão alinhados, mas a direção do alinhamento varia de domínio para domínio de tal modo que o momento magnético líquido de um pedaço macroscópico de material ferromagnético é nulo no estado normal. As forças dipolares que produzem esse alinhamento são preditas pela teoria quântica, mas não podem ser explicadas pela física clássica. Em temperaturas acima de da crítica, chamada de temperatura de Curie, a agitação térmica é grande o suficiente para quebrar esse alinhamento, e os materiais ferromagnéticos tornam-se paramagnéticos.
2.3 Diamagnetismo
Materiais diamagnéticos são aqueles que possuem valores negativos muito pequenos de suscetibilidade magnética Xm. O diamagnetismo foi descoberto por Michael Faraday em 1845, quando ele verificou que um pedaço de bismuto era repelido por ambos os pólos de um ímã, indicando que o campo externo do ímã induz um momento magnético no bismuto no sentido oposto ao do campo.
Pode-se esse efeito de maneira qualitativamente, ao passo que duas cargas positivas se movendo em órbitas circulares com a mesma velocidade, mas em sentidos opostos. Os seus momentos magnéticos estão em sentidos opostos e, portanto, se cancelam. Na presença de um campo magnético externo B direcionado para dentro do papel, as cargas experimentam uma força extra qvxB que está na direção radial. Para a carga da esquerda, essa força extra é para dentro,aumentando a força centrípeta. Se a carga deve permanecer na mesma órbita circular, ela deve aumentar sua velocidade de tal modo que mv2/r se iguale à força centrípeta total. Seu momento magnético, que é para fora, é assim aumentado. Para a carga da direita a força adicional é para fora,então a partícula deve diminuir sua velocidade para manter sua órbita circular. Seu momento magnético, que está para dentro, é diminuído. Em cada caso, a variação no momento magnético das cargas está na direção para fora da página, oposta àquela do campo magnético externo. Uma vez que os momentos magnéticos permanentes das duas cargas são iguais e opostamente direcionados, eles somam zero, deixando apenas os momentos magnéticos induzidos, que são ambos opostos à direção do campo magnético.
Um materialserá diamagnético se seus átomos tiverem momento angular líquido nulo e, portanto, sem momento magnético permanente. Os momentos magnéticos induzidos que causam diamagnetismo possuem módulos da ordem de 10-5magnétons de Bohr. Uma vez que isso é muito maior que os momentos magnéticos permanentes dos átomos dos materiais paramagnéticos ou ferromagnéticos, o efeito diamagnético desses átomos é mascarado pelo alinhamento dos seus momentos magnéticos permanentes. Entretanto, uma vez que esse alinhamento diminui com a temperatura, todos os materiais são teoricamente diamagnéticos em temperaturas suficientemente altas.