Analise o que acontece com os tensores
e
quando
. A que condições físicas (temperatura, qualidade da amostra, campo magnético) corresponde este caso?
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede para a gente analisar o que acontece com os tensores
(resistividade) e
(condutividade) quando
. Isso está relacionado à física dos materiais sob influência de um campo magnético forte. Para resolver, vamos precisar entender como esses tensores se comportam em altas magnitudes de campo magnético e como isso se relaciona com parâmetros físicos como temperatura, qualidade da amostra e intensidade do campo magnético.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que são os tensores
e
. A resistividade
mede quão difícil é para a corrente elétrica passar pelo material, enquanto a condutividade
é o inverso disso, medindo quanta corrente passa facilmente. Em presença de um campo magnético, esses tensores não são apenas números, mas matrizes que consideram a direção do campo.
Passo 3
Agora, vamos entender o que significa
. Aqui,
é a frequência ciclotrônica, que depende do campo magnético, e
é o tempo de relaxação, que está relacionado a como os elétrons se movem através do material sem serem dispersados. O produto
grande indica que os elétrons completam muitas rotações antes de sofrerem colisões significativas.
Passo 4
Com
, os termos off-diagonais dos tensores
e
se tornam muito importantes. Isso quer dizer que a resistividade e a condutividade tem componentes que dependem fortemente do campo magnético, levando a efeitos como a Hall resistividade. Basicamente, a presença forte do campo magnético altera significativamente a forma como a corrente elétrica flui no material.
Passo 5
Sobre as condições físicas:
- Temperatura: Geralmente, temperaturas mais baixas aumentam
porque há menos agitação térmica, permitindo que seja maior. - Qualidade da amostra: Amostras puras com menos impurezas têm tempos de relaxação maiores, também aumentando
. - Campo magnético: Um campo magnético mais forte aumenta
diretamente, contribuindo para que .
Resposta
Quando
, os tensores de resistividade
e de condutividade
passam a ter componentes dominantes nos termos off-diagonais, indicando forte influência do campo magnético na condução elétrica. Essa condição física geralmente ocorre em baixas temperaturas, com amostras de alta qualidade (poucas impurezas) e sob campos magnéticos elevados.