Paramagnetismo

De luz-wiki

Las propiedades magnéticas no están limitadas únicamente a las sustancias ferromagnéticas, las presentan todas las sustancias, aunque en mucho menor escala. En las cuales se encuentran dos tipos de sustancias: las paramagnéticas y las diamagnéticas. Una muestra de sustancia paramagnética situada en un campo magnético es atraída hacia la región donde el campo es más intenso, al contrario de lo que le ocurre a una sustancia diamagnética que es atraída hacia la región donde el campo es más débil. El paramagnetismo se produce cuando las moléculas de una sustancia tienen un momento magnético permanente. El campo magnético externo produce un momento que tiende a alinear los dipolos magnéticos en la dirección del campo. La agitación térmica aumenta con la temperatura y tiende a compensar el alineamiento del campo magnético. En las sustancias paramagnéticas la susceptibilidad magnética es muy pequeña comparada con la unidad. En la mayor parte de los átomos y los iones, los efectos magnéticos de los electrones, incluyendo tanto a sus espines como a sus movimientos orbitales, se contrarrestan exactamente, de tal forma que el átomo o el ion no es magnético.Esto es válido para los gases raros, tales como el neón y para iones, como el que forman cobre ordinario esto cuando se le ha extraído un electrón. En otros átomos y iones, los efectos magnéticos de los electrones no se contrarrestan, de tal forma que el átomo tiene un momento dipolar µ. Ejemplos de estos materiales se pueden encontrar en los elementos de transición, tales como el Mn; las tierras raras, tales como el Gd y los elementos actínidos como el U.

Las propiedades magnéticas de una sustancia pueden demostrarse suspendido de un hilo fino un pequeño objeto esférico cerca de los polos de un potente electroimán si el objeto es un hierro o un material ferromagnético, será atraído hacia la región en que el campo es más intenso. No es tan conocido el hecho de que toda sustancia está influida por el campo, aunque en un grado mínimo comparada con un material como el hierro. Algunas sustancias, como el hierro, son atraídos hacia la región más intensa del campo y otras son sustancias empujadas hacia la región de campo más débil. Las primeras se denominan sustancias paramagnéticas y las segundas diamagnéticas. Todas las sustancias, incluidos líquidos y gases, pertenecen a uno de estos dos grupos.

Las sustancias paramagneticas tienen un magnetismo pequimo pero positivo, resultado de la presencia de atomos o de iones, con momentos magneticos permanentes. estos momentos interactuan solo de manera debil entre si y se orientan al azar en ausencia de un campo magnético externo. Cuando las sustancias para magnéticas se colocan en un campo magnético externo, sus momentos atómicos tienden a alinearse en el campo, sin embargo este proceso de alineamiento debe competir con el momento térmico, y que tienden orientar al azar en los momentos magnéticos.

Oxigeno liquido.gif Un material para magnético podía ser el oxigeno liquido que es atraído hacia los polos de un imán.

Definición de paramagnetismo

Se denomina materiales paramagnéticos cuya permeabilidad magnética es similar a la del vacío. Estos materiales no presentan en ninguna medida el fenómeno de ferromagnetismo. En términos físicos, se dice que su permeabilidad magnética relativa tiene valor aproximadamente igual a 1. Los materiales paramagnéticos sufren el mismo tipo de atracción y repulsión que los imanes normales, cuando están sujetos a un campo magnético. Sin embargo, al retirar el campo magnético, la entropía destruye el alineamiento magnético, que ya no está favorecido energéticamente. Es decir, los materiales paramagnéticos son materiales atraídos por imanes, pero no se convierten en materiales permanentemente magnetizados. Algunos materiales paramagnéticos son: aire, aluminio, magnesio, titanio y wolframio. En ausencia de un campo magnético externo, los dipolos magnéticos que componen el material están orientados al azar como se muestra en la figura. Archivo:Paramag en presencia de un campo Los momentos magnéticos libres (espín u orbitales) tienden a alinearse paralelamente a un campo magnético. Si estos momentos magnéticos están fuertemente acoplados entre sí, el fenómeno será ferromagnetismo o ferrimagnetismo. Cuando no existe ningún campo magnético externo, estos momentos magnéticos están orientados al azar. Este alineamiento de los dipolos magnéticos atómicos con un campo externo tiende a fortalecerlo. Esto se describe por una permeabilidad magnética superior a la unidad, o, lo que es lo mismo, una susceptibilidad magnética positiva y muy pequeña. Permeabilidad magnética es la capacidad de una sustancia o medio para atraer y hacer pasar a través de sí los campos magnéticos, la cual está dada por la relación entre la inducción magnética existente y la intensidad de campo magnético que aparece en el interior de dicho material y se representa por el símbolo μ: Error al representar (SVG (MathML puede ser habilitado mediante un plugin de navegador): respuesta no válida («Math extension cannot connect to Restbase.») del servidor «https://en.wikipedia.org/api/rest_v1/»:): μ=\frac{B}{H} donde H es intensidad de campo magnético y B es la densidad de flujo magnético del campo aplicado. En el paramagnetismo puro, el campo actúa de forma independiente sobre cada momento magnético, y no hay interacción entre ellos. En los materiales ferromagnéticos, este comportamiento también puede observarse, pero sólo por encima de su temperatura de Curie, esta es el acoplamiento de intercambio desaparece y el material se vuelve paramagnético. Si una muestra de N átomos, cada uno de los cuales tiene momento dipolar magnético µ, se coloca un campo magnético, los dipolos atómicos tienden a alinearse con el campo. A este efecto de alineamiento se le llama paramagnetismo. Si se coloca un espécimen de una sustancia paramagnética en un campo magnético no uniforme, como el que existe cerca de un polo de un imán intenso se verá atraído hacia la región en donde el campo es mayor, hacia el polo del imán. En la fuerza magnética se tiene: <math>F_{m} ={µ}\{{dB}{dx}}_{max}<math>