IL MAGNETISMO NELLA MATERIA

È possibile studiare come la materia viene modificata dal campo magnetico osservando l’esempio seguente. Consideriamo un solenoide percorso da corrente e sia

[math]B_0 = µ_0 n i[/math]
l’induzione magnetica prodotta dal circuito in un punto dello spazio, con
[math]n[/math]
numero di spiere del solenoide. Se inseriamo nello spazio vuoto un nucleo di ferro, si osserva nel punto considerato l’induzione
[math]B = µ_r B_0[/math]
, la quale differisce dall’induzione
[math]B_0[/math]
per la presenza della costante
[math]µ_r[/math]
, detta permeabilità magnetica relativa del mezzo. Tale valore esprime in che modo la presenza della materia modifica il campo magnetico rispetto al vuoto. Infatti, in base ai valori assunti da
[math]µ_r[/math]
, le sostanze si suddividono in tre gruppi.

Per

[math]µ_r<1[/math]
sono diamagnetiche (come l’acqua o il rame), per
[math]1<µ_r>10^3[/math]
sono paramagnetiche (platino, aria, alluminio), mentre per
[math]10^3<µ_r<10^5[/math]
sono ferromagnetiche.


Momenti magnetici atomici e molecolari

Il valore di

[math]µ_r[/math]
dipende da come gli elettroni si muovono attorno al nucleo in una determinata sostanza. Essi si comportano come delle correnti, quindi è possibile, come in una spira, associare ad essi un momento magnetico, detto momento magnetico orbitale. I momenti magnetici sono multipli interi di un valore elementare, detto magnetone di Bohr, indicato come

[math]µ_B = 9,27\cdot 10^{-24}\ A\ m^2.[/math]

Inoltre, gli elettroni sono dotati di un momento proprio, detto spin, ovvero il momento rotatorio dell’elettrone intorno al proprio asse. Di conseguenza, il momento magnetico complessivo di un atomo è la somma vettoriale dei momenti magnetici orbitali e di spin di ciascun elettrone.

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