Questão 5. (2,0 ptos) Descreva os tipos materiais em função de suas características de magnetização.
Passo 1
O enunciado pede para classificarmos os materiais magnéticos em função de como surge e se comporta sua magnetização. O conteúdo aqui é a teoria de magnetização em materiais, envolvendo susceptibilidade magnética (
), magnetização induzida (
) e magnetização espontânea.
Passo 2
Descrevemos primeiro os materiais que não apresentam magnetização espontânea sem campo externo:
- Diamagnéticos: não têm dipolos magnéticos permanentes. Ao aplicar um campo
, surge uma magnetização induzida anti-paralela a , com susceptibilidade (fraca e praticamente independente de temperatura). - Paramagnéticos: têm dipolos atômicos ou iônicos, mas sem interação cooperativa. Em presença de
, os dipolos tendem a se alinhar paralelamente a , gerando com pequeno. Obedecem à lei de Curie:
onde
é a constante de Curie e
a temperatura em kelvin. Sem campo, não exibem magnetização residual.
Passo 3
Agora os materiais com magnetização espontânea:
- Ferromagnéticos: possuem forte interação de troca que alinha espontaneamente muitos dipolos paralelamente, gerando
mesmo se . Apresentam histerese (remanência e coercividade), saturação magnética e desaparecem acima da temperatura de Curie .
Passo 4
Por fim, materiais com sub-redes magnéticas antialinhadas:
- Antiferromagnéticos: duas ou mais sub-redes de dipolos se alinham antiparalelamente em igual magnitude, resultando em magnetização líquida
abaixo da temperatura de Néel . Acima de comportam-se paramagneticamente. - Ferrimagnéticos: também têm sub-redes de dipolos antiparalelos, mas com magnitudes diferentes, produzindo
mesmo sem campo. Apresentam histerese e saturação, desaparecendo acima de uma temperatura de Curie específica.
Resposta
Diamagnéticos:
,
anti-paralela a
, sem magnetização residual.
Paramagnéticos: pequeno,
, sem magnetização espontânea.
Ferromagnéticos: interação de troca forte, magnetização espontânea , histerese, saturação
, desaparecem acima de
.
Antiferromagnéticos: sub-redes antiparalelas iguais, abaixo de
, paramagnetismo acima de
.
Ferrimagnéticos: sub-redes antiparalelas desiguais, , histerese e saturação, desaparecem acima de Curie específica.
Paramagnéticos:
Ferromagnéticos: interação de troca forte, magnetização espontânea
Antiferromagnéticos: sub-redes antiparalelas iguais,
Ferrimagnéticos: sub-redes antiparalelas desiguais,