Noções básicas e história

Como funcionam os ímãs

Um imã é qualquer material capaz de produzir um campo magnético. Como qualquer carga elétrica em movimento gera um campo magnético, os elétrons são minúsculos imãs.

No entanto, os elétrons na maioria dos materiais são orientados aleatoriamente, portanto, há pouco ou nenhum campo magnético líquido. Simplificando, os elétrons de um imã tendem a ser orientados da mesma maneira. Isso acontece naturalmente em muitos íons, átomos e materiais quando eles são resfriados, mas não é tão comum à temperatura ambiente.

Alguns elementos (por exemplo, ferro, cobalto e níquel) são ferromagnéticos (podem ser induzidos a magnetizar-se em um campo magnético) à temperatura ambiente.

Para esses elementos, o potencial elétrico é menor quando os momentos magnéticos dos elétrons de valência estão alinhados. Muitos outros elementos são diamagnéticos. Os átomos não pareados em materiais diamagnéticos geram um campo que repele fracamente um imã.

O dipolo magnético atômico é a fonte do magnetismo. No nível atômico, os dipolos magnéticos são principalmente o resultado de dois tipos de movimento dos elétrons.

Existe o movimento orbital do elétron ao redor do núcleo, que produz um momento magnético dipolo orbital. O outro componente do momento magnético do elétron é devido ao momento magnético do dipolo de spin.

No entanto, o movimento dos elétrons ao redor do núcleo não é realmente uma órbita, nem o momento magnético do dipolo de spin associado à “fiação” real dos elétrons.

Elétrons não pareados tendem a contribuir para a capacidade do material de se tornar magnético, já que o momento magnético do elétron não pode ser totalmente cancelado quando há elétrons “estranhos”.

Os prótons e nêutrons no núcleo também têm momento angular orbital e spin, e momentos magnéticos. O momento magnético nuclear é muito mais fraco que o momento magnético eletrônico porque, embora o momento angular das diferentes partículas possa ser comparável, o momento magnético é inversamente proporcional à massa (a massa de um elétron é muito menor que a de um próton ou nêutron).

O momento magnético nuclear mais fraco é responsável pela ressonância magnética nuclear (RMN), que é usada para a ressonância magnética (MRI).

 

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