4- Como os materiais podem ser classificados de acordo com a susceptibilidade magnética? Explique cada um deles.

Passo 1

O enunciado pede para classificarmos os materiais segundo a susceptibilidade magnética. O conteúdo básico é magnetismo em matéria condensada e vamos precisar do conceito de susceptibilidade magnética para relacionar a resposta de um material a um campo externo.

Passo 2

Definimos a susceptibilidade magnética \chi pela relação entre a magnetização do meio \mathbf{M} e o campo magnético aplicado \mathbf{H}:
\mathbf{M} = \chi\,\mathbf{H}.
O sinal e a magnitude de \chi indicam como o material se magnetiza na presença de \mathbf{H}.

Passo 3

Diamagnéticos
• Caracterizam-se por não possuírem momentos magnéticos permanentes (todos os elétrons emparelhados).
• Sob campo externo, surgem correntes de indução que criam um momento magnético oposto a \mathbf{H} (Lei de Lenz).
• A susceptibilidade é negativa e pequena:
\chi < 0,\quad |\chi|\sim10^{-5}\text{ a }10^{-6}.

Passo 4

Paramagnéticos
• Possuem momentosc magnéticos atômicos (ou moleculares) permanentes, devido a elétrons desemparelhados.
• Em \mathbf{H}\neq 0, esses momentos tendem a se alinhar com o campo (sem interações cooperativas fortes).
• A susceptibilidade é positiva e pequena:
\chi > 0,\quad \chi\sim10^{-3}\text{ a }10^{-5}.
• Não retêm magnetização quando \mathbf{H} é removido.

Passo 5

Ferromagnéticos
• Têm fortes interações de troca entre momentos magnéticos, levando a ordenação paralela mesmo sem campo.
• Formam domínios magnéticos que se alinham com \mathbf{H}, produzindo uma magnetização macroscópica grande.
• A susceptibilidade é muito positiva e pode divergir perto da temperatura de Curie T_C:
\chi\gg1\\ \text{(até centenas ou milhares)}.é
• Apresentam histerese e retêm magnetização remanente.

Resposta

Diamagnéticos \chi<0, paramagnéticos ( \chi>0, pequeno) e ferromagnéticos ( \chi\gg0, grande, com ordenação espontânea e histerese).

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