Magnetismo en la Materia
Los materiales responden a los campos magnéticos magnetizándose, con comportamientos diamagnéticos, paramagnéticos y ferromagnéticos.
Definition
El estudio de cómo los materiales adquieren un momento magnético por unidad de volumen (magnetización) en respuesta a campos aplicados, caracterizado macroscópicamente por la susceptibilidad y la permeabilidad y clasificado por el signo y la magnitud de la respuesta como diamagnético, paramagnético o ferromagnético.
Scope
Este tema abarca la magnetización de la materia, las corrientes ligadas, el campo auxiliar H, la susceptibilidad y permeabilidad magnéticas, y las tres clases principales de respuesta magnética —diamagnetismo, paramagnetismo y ferromagnetismo—, incluyendo la histéresis y los dominios magnéticos. Trata los medios lineales y el origen microscópico cualitativo del orden magnético, mientras que la teoría cuántica detallada pertenece a la física de la materia condensada.
Core questions
- ¿Cómo la magnetización da lugar a corrientes ligadas y al campo H?
- ¿Qué distingue a los materiales diamagnéticos, paramagnéticos y ferromagnéticos?
- ¿Por qué los ferromagnetos muestran histéresis y retienen la magnetización?
Key concepts
- magnetización
- corriente ligada
- campo auxiliar H
- susceptibilidad magnética
- permeabilidad
- diamagnetismo
- paramagnetismo
- ferromagnetismo
- histéresis
- dominios magnéticos
Key theories
- Magnetización y corrientes ligadas
- Los dipolos atómicos alineados producen una magnetización cuya variación espacial es equivalente a las corrientes de volumen y superficie ligadas, lo que lleva al campo auxiliar H, cuyas fuentes son solo las corrientes libres.
- Clases de respuesta magnética
- Los diamagnetos se oponen débilmente al campo, los paramagnetos se alinean débilmente con él, y los ferromagnetos muestran una magnetización fuerte, a menudo permanente, con estructura de dominios e histéresis por debajo de la temperatura de Curie.
Clinical relevance
Los materiales magnéticos son fundamentales para los imanes permanentes, los núcleos de transformadores y motores, los medios de grabación magnética y las consideraciones de contraste y blindaje en la resonancia magnética.
History
Faraday clasificó las sustancias como paramagnéticas o diamagnéticas en la década de 1840. Pierre Curie estableció las leyes de temperatura para la susceptibilidad magnética alrededor de 1895, y Weiss introdujo la teoría del campo molecular del ferromagnetismo y los dominios a principios del siglo XX, posteriormente fundamentada en las interacciones de intercambio cuántico.
Key figures
- Pierre Curie
- Pierre Weiss
- Michael Faraday
Related topics
Seminal works
- landau1984
- kittel2005
Frequently asked questions
- ¿Cuál es la diferencia entre B y H?
- B es el campo magnético total, incluyendo la contribución de la materia magnetizada, mientras que H (el campo auxiliar) se construye de modo que sus fuentes sean solo las corrientes libres; en medios lineales son proporcionales a través de la permeabilidad.
- ¿Por qué los ferromagnetos permanecen magnetizados?
- Un fuerte acoplamiento de intercambio alinea los momentos atómicos vecinos en dominios; una vez que un campo externo alinea los dominios, la histéresis permite que gran parte de la magnetización persista después de que se retira el campo, dando lugar a un imán permanente.