Differenza tra sostanze ferromagnetiche, sostanze diamagnetiche e sostanza paramagnetiche

Materiali come il ferro e il nichel sono molto attratti da un magnete e le sostanza che hanno questo comportamento sono dette ferromagnetiche. Se utilizzassimo un magnete ordinario, avremo l’impressione che le sostanza non ferromagnetiche non risentano dell’effetto di un campo magnetico. In laboratorio, invece, possono osservarsi diversi comportamenti: acqua, argento e rame vengono debolmente respinti e prendono il nome di sostanze diamagnetiche; aria e alluminio, invece, vengono debolmente attratti e prendono il nome di sostanze paramagnetiche. Oggi sappiamo che all’interno degli atomi ci sono correnti elementari dovute al moto degli elettroni intorno al nucleo. Ogni atomo, quindi, può comportarsi come una spira percorsa da corrente che in un campo magnetico esterno ruota fino ad allineare il proprio momento magnetico al campo B->.

Ferromagnetiche: hanno momenti magnetici elementari molto intensi. I campi B0-> e Bm->, cioè quello esterno e quello della materia, hanno lo stesso verso, per questo B-> che è uguale a B0-> + Bm-> può essere più intenso di B0->. Per questo motivo B-> è più intenso all’interno del materiale dove le linee di campo si addensano.
Paramagnetiche: hanno momenti magnetici piuttosto deboli. Il loro allineamento nella direzione di B0-> è come nelle ferromagnetiche, ma in questo caso B-> che è uguale a B0-> + Bm-> è poco maggiore di B0-> e le linee all’interno del materiale non sono per niente addensate.
Diamagnetiche: hanno momenti magnetici uguali a 0 perché al loro interno gli effetti magnetici dei singoli elettroni si compensano. Il campo B0-> disturba questo equilibrio e crea un momento magnetico debole con verso opposto a quello di B0->. Cosi B-> che è uguale a B0-> + Bm-> è di poco maggiore di B0-> e le linee del campo tendono ad essere espulse dall’interno del materiale. Per descrivere la risposta di un materiale all’azione di un campo magnetico esterno si è introdotta la permeabilità magnetica relativa ed è definita da B-> = mr B0-> dove mr è un numero puro. Per le diamagnetiche e le paramagnetiche B-> è direttamente proporzionale a B0-> e mr è una costante; per le diamagnetiche con B-> < B0->, mr < 1, mentre per le paramagnetiche con B-> < B0->, mr > 1

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