32-5 o Magnetismo e os Elétrons

Figura 32-9 Distribuição de rochas magnéticas no fundo do mar nas vizinhanças da Cordilheira Mesoatlântica. O magma proveniente do interior da terra chegou ao fundo do mar por uma fenda, solidificou-se e foi arrastado para longe da fenda pelo movimento das placas tectônicas, guardando um registro do passado magnético da Terra. O campo magnético da Terra tem mudado de polaridade mais ou menos a cada milhão de anos.

32-5 O MAGNETISMO E OS ELÉTRONS

Objetivos do Aprendizado

Depois de ler este módulo, você será capaz de ...

32.19 Saber que o momento angular de spin (também chamado simplesmente de spin) e o momento

dipolar magnético de spin são propriedades intrínsecas dos elétrons (e também dos prótons e s

nêutrons).

32.20 Conhecer a relação entre o spin e o momento dipolar magnético de spin . s

32.21 Saber que e não podem ser observados (medidos); apenas as componentes em relação a um eixo s

(em geral chamado de eixo z) podem ser observadas.

32.22 Saber que as componentes observadas, S e μ , são quantizadas, e explicar o que isso significa. z s,z

32.23 Conhecer a relação entre a componente S e o número quântico magnético de spin m e saber quais são z s

os valores permitidos de m . s

32.24 Saber o que significa dizer que o spin do elétron está para cima ou para baixo.

32.25 Determinar o valor da componente μ do momento dipolar magnético de spin e conhecer sua relação s,z

com o magnéton de Bohr μ . B

32.26 Determinar a energia orientacional U do momento dipolar magnético de spin de um elétron na s

presença de um campo magnético externo.

32.27 Saber que um elétron de um átomo possui um momento angular orbital e um momento dipolar orb

magnético orbital . orb

32.28 Conhecer a relação entre o momento angular orbital e o momento dipolar magnético orbital . orb orb

32.29 Saber que e não podem ser observados; apenas as componentes em relação a um eixo (em orb orb

geral chamado de eixo z) podem ser observadas.

32.30 Conhecer a relação entre a componente e o número quântico magnético orbital m e saber quais orb, z ℓ

são os valores permitidos de m . ℓ

32.31 Determinar o valor da componente do momento dipolar magnético orbital e conhecer sua orb, z

relação com o magnéton de Bohr μ . B

32.32 Determinar a energia orientacional U do momento dipolar magnético orbital de um elétron de um orb

átomo na presença de um campo magnético externo.

32.33 Calcular o módulo do momento magnético de uma partícula carregada que está se movendo em uma

circunferência e de um anel com uma distribuição uniforme de carga que está girando com velocidade

angular constante em torno de um eixo.

32.34 Explicar o modelo clássico de um elétron em órbita como uma espira percorrida por uma corrente e as

forças a que essa espira é submetida na presença de um campo magnético não uniforme.

32.35 Saber a diferença entre diamagnetismo, paramagnetismo e ferromagnetismo.

Ideias-Chave

• Um elétron possui um momento angular intrínseco , conhecido como momento angular de spin, ou simplesmente spin, ao qual está associado um momento magnético dipolar de spin : s

• A componente S do spin em relação a um eixo z pode ter apenas os valores dados por z

em que -34 h (= 6,63 × 10 J · s) é a constante de Planck. • Analogamente,

em que μ é o magnéton de Bohr: B

• A energia U associada à orientação do momento dipolar magnético de spin na presença de um campo magnético externo é dada por ext

• Um elétron de um átomo possui um momento angular adicional chamado momento angular orbital , ao orb

qual está associado um momento dipolar magnético orbital : orb

• O momento angular orbital é quantizado e pode ter apenas os valores dados por

• O momento dipolar magnético orbital associado é dado por

• A energia U associada à orientação do momento dipolar magnético orbital na presença de um campo magnético externo é dada por ext

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