Propriedades Eléctricas e Magnéticas dos Materiais

Apresentação em tema: "Propriedades Eléctricas e Magnéticas dos Materiais"— Transcrição da apresentação:

1 Propriedades Eléctricas e Magnéticas dos Materiais
Física do Estado Sólido Helena Veloso Cátia Martins José Nuno Joel Cunha José Rui Escola de Física 2006

2 O que estuda a Física do Estado Sólido?
Introdução O que estuda a Física do Estado Sólido? Gás Líquido Sólido O que distingue um sólido de um líquido ou um gás é a distribuição dos átomos: Átomos estáticos ou que vibram ligeiramente em torno de posições fixas. Distâncias entre quaisquer dois átomos é sempre fixa.

3 Sólidos – O que os distingue?
Sólidos Amorfos Sólidos Cristalinos distância relativa entre átomos e sempre bem divididos; invariância de translação; célula unitária; classificam-se de acordo com a sua estrutura cristalina. sólido no qual os átomos se distribuem desordenadamente.

4 Transições de Fase Transição de Fase: Exemplos:
Consiste numa alteração “brusca” de uma propriedade macroscópica com a variação de algum parâmetro externo. Transição de Fase: Transição da água líquida para gelo ou para vapor; Perda do Magnetismo de um Íman; Perda de Resistência num Supercondutor; Polarização espontânea num material ferroeléctrico; Exemplos:

5 Supercondutores Como varia a temperatura nos supercondutores?
O que é e como se mede uma resistência? Como varia a temperatura nos supercondutores? O que há de especial nos supercondutores?

6 O que é a Resistência? Podemos usar a expressão “Pinball” para os electrões: - Os átomos nos sólidos não são estáticos, executam pequenas vibrações, em torno da sua posição de equilíbrio. - Os electrões ao moverem-se, tentando percorrer o sólido, embatem nos átomos (devido a essas vibrações), como a bola do jogo “Pinball” colide com os mecos

7 Como medir a Resistência?
Lei de Ohm: R=U/I Unidade de resistência de um condutor. Neste caso substituindo a resistência, pelo material a medir como por exemplo cristal, pode obter-se a diferença de potencial, originando assim uma corrente eléctrica!!!

8 Como varia a temperatura em materiais condutores normais?
- Na maioria dos materiais à medida que a temperatura aumenta, a resistência também de uma forma praticamente constante! R (Ohm) T (ºK)

9 ... E em supercondutores? Porém, o mesmo não acontece com os supercondutores. Ao chegarem a uma dada temperatura (geralmente muito baixa e que depende dos constituintes dos materiais), estes sofrem uma descida brusca ficando a resistência igual a zero. T (ºK) R (Ohm)

10 A nossa experiência: supercondutividade no BiPbSrCaCuO

11 A nossa experiência: supercondutividade no BiPbSrCaCuO

12 A nossa experiência: supercondutividade no BiPbSrCaCuO
Transição de fase: Ts ~ 112ºK (-161ºC)

13 A nossa experiência: supercondutividade no BiPbSrCaCuO
Resistência nula

14 Algumas aplicações dos supercondutores
Comboios Maglev CERN Aparelhos de MRI (Medicina)

15 Piroeléctricos Efeito Piroeléctrico – O que é?
Como medir a temperatura com o voltímetro? Estudo do efeito piroeléctrico no TGS Efeito Piezoeléctrico Aplicações práticas

16 Ou seja, funciona como uma pilha!
Efeito Piroeléctrico – O que é? Nalguns cristais anisotrópicos geram-se dipolos eléctricos espontâneos. Isto faz com que cargas de sinal oposto se acumulem em faces opostas, criando uma d.d.p. entre essas faces. Com a variação de temperatura a orientação desses dipolos vai-se alterando, produzindo uma variação da carga com a temperatura. Ou seja, funciona como uma pilha!

17 Demonstração prática (TGS)
(Também funciona com um cristal de turmalina.)

18 Como medir a temperatura com um voltímetro?

19 Demonstração prática (Efeito Péltier)
1 2 3 4

20 Estudo do efeito piroeléctrico no TGS (Sulfato de triglicina)

21 A Montagem Experimental
AMOSTRA

22 Corrente Piroeléctrica em função da Temperatura
Transição de fase: Tc = 323K = 50ºC Valor Esperado: 49ºC

23 Aplicações práticas Sensores térmicos Câmaras de visão nocturna
Um efeito análogo ao efeito piroeléctrico e o efeito piezoeléctrico

24 Efeito Piezoeléctrico

25 Obrigado... ... Por não adormecerem!!!!!!!!!