32-7 Paramagnetismo

Cortesia de A. K. Geim, University of Manchester, Inglaterra

Figura 32-13 Vista de topo de uma rã sendo levitada pelo campo magnético produzido por um solenoide vertical colocado abaixo do animal.

A rã da Fig. 32-13 é diamagnética, como todos os animais. Quando a rã foi colocada em um campo magnético divergente perto da extremidade superior de um solenoide vertical percorrido por corrente, todos os átomos da rã foram submetidos a uma força que apontava para cima, ou seja, para longe da região de forte campo magnético existente nas vizinhanças do solenoide. Com isso, a rã foi deslocada para uma região de campo magnético mais fraco; nessa região a força magnética era apenas suficiente para equilibrar o peso da rã, e ela ficou suspensa no ar. A rã não sentiu nenhum incômodo, já que todos os átomos do seu corpo foram submetidos praticamente à mesma força; a sensação foi a mesma de flutuar na água, algo que as rãs apreciam muito. Se os pesquisadores responsáveis pelo

experimento que resultou na foto da Fig. 32-13 se dispusessem a investir em um solenoide de grandes proporções, poderiam repetir a demonstração com seres humanos, mantendo uma pessoa suspensa no ar pela força magnética.

Teste 5

A figura mostra duas esferas diamagnéticas colocadas nas

proximidades do polo sul de um ímã em forma de barra. (a) As forças

magnéticas a que as esferas estão submetidas tendem a aproximá-las

ou afastá-las do ímã? (b) Os momentos dipolares magnéticos das

esferas apontam na direção do ímã ou na direção oposta? (c) A esfera 1

está submetida a uma força magnética maior, menor ou igual à força a

que está submetida a esfera 2?

32-7 PARAMAGNETISMO

Objetivos do Aprendizado

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

32.38 No caso de um material paramagnético submetido a um campo magnético externo, conhecer a

orientação do momento dipolar magnético do material em relação à orientação do campo

magnético.

32.39 No caso de um material paramagnético submetido a um campo magnético não uniforme,

descrever a força que age sobre o material e o movimento resultante.

32.40 Conhecer a relação entre a magnetização M, o momento magnético efetivo μ e o volume V de ef

um material paramagnético.

32.41 Usar a lei de Curie para relacionar a magnetização M de um material paramagnético à

temperatura T, à constante de Curie C e ao módulo B do campo aplicado.

32.42 Interpretar a curva de magnetização de um material paramagnético em termos da agitação

térmica.

32.43 No caso de um material paramagnético a uma dada temperatura e para um dado valor do

campo magnético aplicado, comparar a energia associada às orientações do momento dipolar

magnético com a energia térmica.

Ideias-Chave

• Nos materiais paramagnéticos, os átomos possuem momentos dipolares magnéticos, mas esses momentos estão orientados aleatoriamente (e o momento total é zero), a menos que o material seja submetido a um campo magnético externo, caso em que os momentos dipolares tendem a se alinhar com o campo.

• O grau de alinhamento dos momentos dipolares por unidade de volume é medido pela magnetização M, dada por

em que μ é o momento dipolar efetivo do material (que depende da temperatura), e V é o volume do ef

material.

• Ao alinhamento perfeito dos momentos dipolares atômicos, conhecido como saturação, corresponde o valor máximo da magnetização, M = Nμ/V, em que N é o número de átomos do máx material.

• Para pequenos valores da razão B /T, ext