Magnetismo nei materiali, spettro elettromagnetico

Magnetismo nei materiali, spettro elettromagnetico

Supponiamo di avere una situazione del genere: ossia si considerino due orbite degli elettroni, aventi verso opposto, i cui movimenti sono dati dalle correnti amperiane all’interno di un atomo [elettroni attorno al protone in cui forza centripeta e forza elettrica si bilanciano]. Si ha per definizione che in un materiale, senza un campo magnetico esterno, le varie orbite creano momenti magnetici che si annullano fra di loro, tranne che nei magneti naturali, dove vi è una disposizione particolare degli atomi.

I due elettroni, ruotando, avranno un momento magnetico dato da IM∙S, in cui il vettore superficie rappresenta la superficie della loro orbita. In un atomo, in generale vi sono tanti elettroni in movimento che avranno ciascuno un momento magnetico B. Si supponga il campo magnetico esterno B_ext inizialmente spento, si avrà B_m + B_m = 0, allora:

Sostanze paramagnetiche, diamagnetiche e ferromagnetiche

• Paramagnetiche: Quando si accende il campo magnetico esterno, il campo magnetico risultante sarà più grande del campo magnetico di partenza (quindi saranno debolmente attratte, B > B₀).
• Diamagnetiche: Il campo magnetico risultante sarà più piccolo di quello di partenza (quindi saranno debolmente respinte, B < B₀).
• Ferromagnetiche: Bisogna fare un discorso a parte per trattare i domini di Weiss e l’isteresi magnetica.

Nel caso in figura, accendendo il campo magnetico, si ha una determinata forza di Lorentz che: nel caso della seconda orbita, diminuirà la ω dell’elettrone (diminuisce anche il suo momento magnetico di conseguenza), mentre nel caso della prima orbita aumenterà.

Per il caso delle sostanze paramagnetiche, si può fare riferimento all’esempio elementare di motore elettrico (spira percorsa da corrente in un campo