T E O R I A S D E L MA G N E T IS IS M O
Teoría orí a de de Web Weber : El magnetismo según Max Weber se debe a imanes moleculares, pues decía que un imán se puede partir indefinidamente y cualquiera de las partes continúa siendo un imán e incluso en tal partición se puede llegar a la molécula del imán y ésta conserva sus polos magnéticos, como característica fundamental de los mismos. (I magen No.1) (Decía que un imán se puede partir un innumerable número de veces, y cada una de las partes seguía siendo un imán con sus características completas, y que en la partición se puede llegar al núcleo del imán y sigue conservando sus propiedades magnéticas. Por lo tanto, él decía que un imán siempre será un imán no importa que se corte o se rompa). Esta teoría establece también que el proceso de imantación de cualquier material ferromagnético consiste en alinear los imanes moleculares en filetes magnéticos, que antes de la imantación tenían direcciones aleatorias cada uno. En los extremos de los filetes se localizan los polos formados, tal como se muestra ense guida. (I magen No.2) (Imagen No.1)
(Imagen No.1)
(Imagen No.2)
Teoría de Ewing: Basado en experimentos, Ewing considera que los dipolos magnéticos moleculares no eran, propiamente, los que se movían orientándose al magnetizar un material ferromagnético; sino que, en los materiales se formaban grupos de átomos con el mismo momento magnético del orden de 1017 a 1021 átomos localizados en regiones limitadas por otros grupos con momentos magnéticos diferentes; y que, al magnetizar un material los grupos se agrandaban y orientaban con el mismo campo que los induc ía para magnetizar el material. A estas regiones se les denomina dominios magnéticos y son del tamaño de una partícula de polvo. Momento magnético de un átomo es una cantidad en el átomo debida al giro de rotación que tienen los electrones del átomo sobre su propio eje, este momento se conoce también como spin. (A lo que este científico se dedicó, fue a investigar que hace que un material sea magnético, o por qué posee dichas propiedades. A la conclusión que el llego, fue que un cuerpo se magnetiza cuando sus dominios se agrandan, esto en caso de que este cuerpo sea de características débiles.) (DOMINIO: Es el cambio en la dirección, que posee la fuerza de un elemento, cuando se encuentra con otro que lo atrae hacia su centro.) (Esto quiere decir, que, si a un cuerpo de características débiles se le acerca un cuerpo con un campo magnético fuerte, esté lo atraerá a su centro.) El proceso de magnetización de un material consiste, según Ewing en:
1.- El agrandamiento de los dominios que tengan la dirección o dirección cercana a la del campo magnetizador si éste es débil. (I magen No.4 y 5)
(I magen No.4)
(I magen No.5)
2.- El giro de los dominios y agrandamiento de éstos en dirección del campo magnetizador si la intensidad de éste es fuerte. (I magen 6 y 7).
(I magen No.6 )
(I magen No.7)
Teoría de Ampere: La teoría de Ampere es parecida a la de Weber solo que menciona corrientes elementales en el interior de un material ferromagnético, con direcciones diversas, en lugar de dipolos magnéticos, como se muestra en la figura siguiente. (Esta teoría señala que se produciría magnetismo, debido a que los cuerpos poseen partículas con corrientes que van en direcciones diferentes y no, debido a la presencia de dos polos, únicos y opuestos).
Magnetizar un material según Ampere significaba ordenar las corrientes elementales. El resultado de este ordenamiento es una corriente en la periferia de un imán de barra, por ejemplo, corriente que ocasionaba dos polos de nombre contrario en los extremos de la barra. Actualmente, se ha querido relacionar a las corrientes elementales con los movimientos externos de los electrones alrededor de sus núcleos. La suma de las corrientes elementales en la misma dirección en una reja, forman una corriente periférica de reja y la suma de las corrientes de reja forman el campo magnético con polos en los extremos de la barra.
Teoría de Maxwell: El mayor aporte que hizo James Clerk Maxwell a la ciencia fue la Teoría Electromagnética, la cual es utilizada hasta hoy en día. Esta teoría propone que luz, magnetismo y electricidad son parte de un mismo campo, llamado electromagnético, y en el que se mueven y propagan en ondas transversales. Las ondas electromagnéticas pueden atraerse o repelerse según el sentido en el que viajen y, estas se propagan libremente a la velocidad de la luz. Su visibilidad depende de la longitud de la onda. (señalaba que la electricidad y el magnetismo, son dos elementos imposibles de separar.) Maxwell, utilizó cuatro ecuaciones para demostrar su teoría, la cuales dan la base a varios campos de estudio de la física moderna. Albert Einstein consideró los aportes de Maxwell a las ciencias como los más importantes desde los tiempos de Newton. En 1865, Maxwell publicó un artículo titulado 'Una teoría dinámica del campo electromagnético' en el que aparecieron por primer ver las ecuaciones de Maxwell. las cuales son mundialmente famosas. Estas ecuaciones expresan de manera clara todas las leyes fenomenológicas sobre electricidad y magnetismo, entre ellas las leyes de ampere, Faraday y Lenz. Las ecuaciones de Maxwell son las siguientes:
PROPI E DADE S MAGNÉ TICAS DE LOS MATE RI ALES Las Propiedades magnéticas de los materiales son las que ponen de manifiesto
su
comportamiento
frente
a
determinados
materiales,
particularmente metales. Se define como magnetismo el fenómeno físico por el que los materiales tienen la capacidad de atraer o repeler a otros materiales, o de ejercer fuerzas de atracción o repulsión sobre ellos.
Paramagnetismo: Los materiales paramagnéticos se caracterizan por átomos con un momento magnético neto, estos tienden a alinearse paralelamente a un campo aplicado. Las características de los materiales paramagnéticos son:
Los
materiales
paramagnéticos
se
magnetizan
débilmente en el mismo sentido que el campo magnético aplicado. Resulta así que aparece una fuerza de atracción sobre el cuerpo respecto del campo aplicado.
La susceptibilidad magnética es positiva y pequeña y la
permeabilidad relativa es entonces ligeramente mayor que 1.
La intensidad de la respuesta es muy pequeña, y los efectos son prácticamente imposibles de detectar excepto a temperaturas extremadamente bajas o campos aplicados muy intensos.
Debido a la debilidad de la respuesta, a menudo los materiales paramagnéticos se asimilan al aire (μ = μ0) en el diseño magnético. Ejemplos de materiales paramagnéticos son el aluminio y el sodio. Distintas variantes del paramagnetismo se dan en función de la estructura cristalina del material, que induce interacciones magnéticas entre átomos vecinos. (Es la propiedad de los materiales, que hace que cuando son colocados en un campo magnético, toman una imantación positiva que es proporcional a la del campo en el que fue colocado dicho material.)
Diamagnetismo: El diamagnetismo es un efecto universal porque se basa en la interacción entre el campo aplicado y los electrones móviles
del
material.
El
diamagnetismo
queda
habitualmente enmascarado por el paramagnetismo, salvo en elementos formados por átomos o iones que se disponen en “capas” electrónicas cerradas, ya que en estos casos la contribución paramagnética se anula. Las características esenciales del diamagnetismo son:
Los
materiales
diamagnéticos
se
magnetizan
débilmente
en
el
sentido
opuesto al del campo magnético aplicado. Resulta así que aparece una fuerza de repulsión sobre el cuerpo respecto del campo aplicado.
La susceptibilidad magnética es negativa y pequeña y la permeabilidad relativa es entonces ligeramente menor que 1.
La intensidad de la respuesta es muy pequeña.
Se puede modelar en forma sencilla el comportamiento diamagnético mediante la aplicación de la ley de Lenz al movimiento orbital de los electrones. El diamagnetismo fue descubierto por Faraday en 1846, descubrió que un trozo de bismuto era repelido por un polo cualquiera de un imán; lo que indica que el campo externo del imán induce un dipolo magnético en el bismuto de sentido opuesto al campo. Ejemplos de materiales diamagnéticos son el cobre y el helio.
(Es la propiedad de un material que hace que tome una imantación en sentido inverso al que tenía cuando se somete a un campo magnético.)
F erromagnetismo: En los materiales ferromagnéticos los momentos magnéticos individuales de grandes grupos de átomos o moléculas se mantienen lineados entre sí debido a un fuerte acoplamiento, aún en ausencia de campo exterior. Estos grupos se denominan dominios, y actúan como un pequeño imán permanente. Los dominios tienen tamaños entre 10-12 y 10-8 m3 y contienen entre 10-21 y 10-27 átomos. Los dominios se forman para minimizar la energía magnética entre ellos. En ausencia de campo aplicado, los dominios tienen sus momentos magnéticos netos distribuidos al azar. Cuando se aplica un campo exterior, los dominios tienden a alinearse con el campo. Este alineamiento puede permanecer en algunos casos de muy fuerte acoplamiento cuando se retira el campo, creando un imán permanente. Las características esenciales del ferromagnetismo son:
Los materiales ferromagnéticos se magnetizan fuertemente en el mismo sentido que el campo magnético aplicado. Resulta así que aparece una fuerza de atracción sobre el cuerpo respecto del campo aplicado.
La susceptibilidad magnética es positiva y grande y la permeabilidad relativa es entonces mucho mayor que 1.
La agitación térmica tiende a desalinear los dominios. A temperatura normal, la energía térmica no es en general suficiente para desmagnetizar un material magnetizado, sin embargo, por encima de una cierta temperatura, llamada temp eratura de Curie, el material se vuelve paramagnético, debido a que los efectos térmicos de desorden son mayores que los efectos de alineamiento de la interacción magnética entre dominios. Una forma de desmagnetizar un material ferromagnético es entonces calentarlo por encima de esta temperatura. Ejemplos de materiales ferromagnéticos son el hierro, el cobalto, el níquel y la mayoría de los aceros. (El paramagnetismo es la tendencia de los momentos magnéticos libres a alinearse paralelamente a un campo magnético.)
REFERENCIAS Teorías del Magnetismo: 1. http://www.academico.cecyt7.ipn.mx/FisicaIV/unidad1/teorias.htm 2. http://www.escolares.net/fisica/los-campos-magneticos/ 3. https://www.vix.com/es/btg/curiosidades/6099/james-clerk-maxwell-el-padre-de-lateoria-electromagnetica 4. http://www.elmundo.es/ciencia-y-salud/ciencia.html
Propiedades Magnéticas de los Materiales 1. https://es.scribd.com/doc/30856518/Propiedades-magneticas 2. http://www.materialesde.com/propiedades-magneticas-de-los-materiales/
