Explique o que é Diamagnetismo. Classifique-o em termos da suscetibilidade magnética \chi \mathrm{e} dê exemplos de materiais diamagnéticos.

Passo 1

O enunciado pede para explicar o que é diamagnetismo, relacionar essa classe de materiais à sua susceptibilidade magnética \chi e citar exemplos de substâncias diamagnéticas. Vamos lembrar conceitos de teoria magnética e da definição de susceptibilidade para caracterizar esse comportamento.

Passo 2

O diamagnetismo é um tipo de resposta magnética que todos os átomos e moléculas possuem, devido à lei de Lenz: um campo magnético externo variável induz correntes eletrônicas que criam um momento magnético oposto ao campo aplicado. Microscopicamente, as orbitais eletrônicas ajustam-se de modo a tentar cancelar a variação do campo, gerando um momento magnético induzido antiparalelo ao campo externo. Em temperatura ambiente esse efeito é fraco e só aparece quando não há outros mecanismos (paramagnetismo ou ferromagnetismo) dominando.

Passo 3

Em termos de susceptibilidade magnética, definimos
\chi = \frac{M}{H},
onde M é a magnetização induzida e H o campo magnético aplicado. Para materiais diamagnéticos temos
\chi < 0.
Isto significa que a magnetização induzida se opõe ao campo aplicado. Além disso, \chi em diamagnetos costuma ser muito pequeno em módulo (tipicamente da ordem de 10^{-5} a 10^{-6}) e praticamente independente da temperatura.

Passo 4

Alguns exemplos típicos de materiais diamagnéticos e suas susceptibilidades aproximadas são:
– Bismuto, \chi\approx -1{,}66\times10^{-4}.
– Cobre, \chi\approx -0{,}96\times10^{-5}.
– Água, \chi\approx -9{,}05\times10^{-6}.
– Grafite pirolítico, \chi\approx -4{,}0\times10^{-4}.
– Muitos compostos orgânicos (óleos, plásticos, proteínas) também apresentam \chi<0 e efeito diamagnético fraco.

Resposta

O diamagnetismo é a tendência de um material gerar uma magnetização induzida antiparalela ao campo magnético externo, originada pelas correntes eletrônicas de Lenz. Em termos de susceptibilidade magnética, caracteriza-se por
\chi<0
(com valores típicos entre -10^{-5} e -10^{-6}), e exemplos de materiais diamagnéticos incluem bismuto, cobre, água, grafite pirolítico e vários compostos orgânicos.

Exercícios relacionados