Concetti Chiave
- Le sostanze ferromagnetiche, come ferro e nichel, sono fortemente attratte da un magnete grazie ai loro momenti magnetici intensi.
- Le sostanze diamagnetiche, come acqua, argento e rame, sono debolmente respinte da un campo magnetico esterno, poiché hanno momenti magnetici nulli.
- Le sostanze paramagnetiche, come aria e alluminio, sono debolmente attratte da un campo magnetico, avendo momenti magnetici deboli.
- La permeabilità magnetica relativa è usata per descrivere la risposta di un materiale a un campo magnetico, con valori diversi per ferromagnetici, paramagnetici e diamagnetici.
- All'interno degli atomi, i moti degli elettroni creano correnti elementari che influenzano il comportamento magnetico della sostanza in presenza di un campo esterno.
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-> , mr , mr > 1
Domande da interrogazione
- Quali sono le caratteristiche principali delle sostanze ferromagnetiche?
- Come si comportano le sostanze diamagnetiche in presenza di un campo magnetico?
- In che modo le sostanze paramagnetiche rispondono a un campo magnetico esterno?
Le sostanze ferromagnetiche, come il ferro e il nichel, sono fortemente attratte da un magnete. Hanno momenti magnetici elementari molto intensi e i campi magnetici esterno e della materia hanno lo stesso verso, rendendo il campo magnetico all'interno del materiale più intenso.
Le sostanze diamagnetiche, come l'acqua, l'argento e il rame, sono debolmente respinte da un campo magnetico. Hanno momenti magnetici uguali a zero poiché gli effetti magnetici dei singoli elettroni si compensano, e il campo magnetico esterno crea un momento magnetico debole con verso opposto.
Le sostanze paramagnetiche, come l'aria e l'alluminio, sono debolmente attratte da un campo magnetico. Hanno momenti magnetici piuttosto deboli e il loro allineamento nella direzione del campo magnetico esterno è simile a quello delle ferromagnetiche, ma il campo risultante è solo leggermente maggiore del campo esterno.
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