7 O que é susceptibilidade magnética? De forma simplificada, o que são meios diamagnéticos, paramagnéticos e ferromagnéticos? Qual a faixa de valores típica para a susceptibilidade dos materiais dia, para e ferromagnéticos?
Passo 1
O enunciado pede para explicar o que é susceptibilidade magnética, caracterizar de forma simplificada os meios diamagnéticos, paramagnéticos e ferromagnéticos e dar as faixas típicas de valores da susceptibilidade para cada tipo. O conteúdo está em magnetismo (materiais magnéticos) e vamos usar a relação entre magnetização e campo aplicado.
Passo 2
Susceptibilidade magnética é uma medida de quanto um material se magnetiza em resposta a um campo magnético externo. Tecnicamente, definimos a magnetização
como a densidade de dipolos magnéticos induzidos e relacionamos com o campo magnético
onde
é a susceptibilidade magnética.
Passo 3
Meios diamagnéticos são aqueles em que não há dipolos magnéticos permanentes; sob ação de
, surge uma magnetização oposta ao campo, ou seja,
. Esse efeito é fraco porque vem de mudanças na órbita dos elétrons.
Passo 4
Meios paramagnéticos possuem dipolos magnéticos atômicos ou moleculares não alinhados sem campo externo. Quando aplicamos
, esses dipolos tendem a se alinhar paralelamente, resultando em magnetização na mesma direção do campo e
, mas ainda pequena.
Passo 5
Meios ferromagnéticos têm dipolos magnéticos fortemente acoplados entre si, formando domínios que se alinham de forma cooperativa mesmo sem campo externo. Isso gera magnetizações muito grandes e
, com comportamento não linear e histerese.
Passo 6
As faixas típicas de susceptibilidade magnética são: para materiais diamagnéticos
a
, para paramagnéticos
a
e para ferromagnéticos
varia de cerca de
até
, dependendo do material e do tratamento.
Passo 7
Esses valores são apenas ordens de grandeza; em ferromagnetos a susceptibilidade pode variar muito com temperatura (próximo à temperatura de Curie) e com a presença de histerese.
Resposta
Susceptibilidade magnética é a razão entre a magnetização induzida
e o campo aplicado
, ou seja,
. Meios diamagnéticos têm
(resposta fraca e oposta ao campo), paramagnéticos têm
pequeno (dipolos se alinham fracamente), e ferromagnéticos têm
muito grande e positivo (domínios fortemente acoplados). As faixas típicas são: diamagnéticos
a
, paramagnéticos
a
, ferromagnéticos
a
.