1 - O que são materiais (a) paramagnéticos ? (b) ferromagnéticos? © antiferromagnéticos? (d) O que são correntes de Ampére? (e) Porque modernamente dizemos que não existem fontes (monopólios) de campos magnéticos?

Passo 1

Beleza, vamos dar uma olhada na questão que você trouxe! Ela está relacionada ao estudo dos materiais magnéticos e alguns conceitos de magnetismo. Precisaremos entender o que são materiais paramagnéticos, ferromagnéticos e antiferromagnéticos, além de conceitos como correntes de Ampère e a ideia de monopólios magnéticos. Vamos resolver cada parte passo a passo para facilitar o entendimento.

Passo 2

a) O que são materiais paramagnéticos?
Materiais paramagnéticos são aqueles que são atraídos por campos magnéticos externos, mas não retêm magnetização quando o campo é removido. Isso acontece porque os elétrons nesses materiais têm momentos magnéticos não cancelados de forma alinhada, mas a agitação térmica impede que eles se alinhem permanentemente. Quando um campo magnético é aplicado, os momentos magnéticos tendem a alinhar-se na direção do campo, causando uma atração fraca.

Passo 3

b) O que são materiais ferromagnéticos?
Materiais ferromagnéticos são aqueles que exibem forte magnetização mesmo na ausência de um campo magnético externo. Isso ocorre porque os momentos magnéticos dos elétrons se alinham de forma ordenada em regiões chamadas domínios magnéticos. Quando esses domínios se alinham sob um campo externo, o material se torna fortemente magnetizado e pode reter essa magnetização após a remoção do campo, como no caso de ímãs permanentes.

Passo 4

c) O que são materiais antiferromagnéticos?
Materiais antiferromagnéticos possuem arranjos de momentos magnéticos onde os momentos de átomos ou íons adjacentes estão alinhados em direções opostas, cancelando-se mutuamente. Como resultado, esses materiais geralmente não exibem magnetização macroscópica na ausência de um campo externo. No entanto, sob certas condições de temperatura, como abaixo da temperatura de Néel, eles exibem esse alinhamento antiparalelo.

Passo 5

d) O que são correntes de Ampère?
Correntes de Ampère referem-se a correntes elétricas que geram campos magnéticos de acordo com a Lei de Ampère. Basicamente, quando elétrons se movimentam através de um condutor, como um fio, eles criam um campo magnético ao seu redor. Essa relação é descrita matematicamente pela Lei de Ampère, que faz parte das equações de Maxwell e é fundamental para entender como os campos magnéticos são produzidos por correntes elétricas.

Passo 6

e) Por que modernamente dizemos que não existem fontes (monopólios) de campos magnéticos?
Atualmente, não temos evidências experimentais da existência de monopólios magnéticos, que seriam partículas com apenas um polo magnético (norte ou sul) isolado. Todas as observações mostram que os ímãs têm sempre pelo menos um par de polos (norte e sul). A ausência de monopólios é refletida nas equações de Maxwell, especificamente na equação nabla cdot B = 0, que indica que não há “cargas” magnéticas isoladas. Assim, dizemos que os campos magnéticos são sempre gerados por dipolos, não por monopólios.

Resposta

Resumindo:
a) Materiais paramagnéticos são atraídos por campos magnéticos externos, mas não mantém magnetização sem o campo.
b) Materiais ferromagnéticos exibem forte magnetização e podem reter essa magnetização após a remoção do campo externo.
c) Materiais antiferromagnéticos têm momentos magnéticos alinhados em direções opostas, cancelando-se mutuamente.
d) Correntes de Ampère são correntes elétricas que geram campos magnéticos ao seu redor.
e) Não existem monopólios magnéticos observados, pois os campos magnéticos são sempre gerados por dipolos, conforme evidenciado pela equação nabla cdot B = 0.

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