PROPRIEDADES MAGNETICAS DE MATERIAIS

Apresentação em tema: "PROPRIEDADES MAGNETICAS DE MATERIAIS"— Transcrição da apresentação:

1 PROPRIEDADES MAGNETICAS DE MATERIAIS
Referencia S.REZENDE

2 diamagneticos ferromagneticos antiferromagneticos paramagneticos

3 diamagneticos ferromagneticos paramagneticos antiferromagneticos
Materiais que tem as respostas magneticas mais fracas. χ negativo ! diamagneticos ferromagneticos antiferromagneticos paramagneticos

4 diamagneticos ferromagneticos paramagneticos antiferromagneticos
Ocorre em materiais que tem momentos magneticos atomicos permanentes,porem isolados. Na ausencia de campo externo a magnetizacao e nula

5 diamagneticos ferromagneticos paramagneticos antiferromagneticos
Ordem magnetica

6 diamagneticos ferromagneticos paramagneticos antiferromagneticos
Ordem magnetica

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10 Materiais e Dispositivos Magnéticos
Magnetismo e Materiais Magnéticos Vetor Magnetização O comportamento dos materiais sujeito a um campo externo e pela origem de seus dipolos magneticos e pela natureza da interacao entre eles. Dipolos de momento Fluxo magnetico Onde B é o vetor indução magnética e da é um vetor normal a superfície em cada ponto. Dipolos magneticos tem origem no momento angular dos eletrons nos ions e/ou atomos que formam a materia Onde 0 = 4  10-7 N/A2 é a permeabilidade magnética no vácuo H Intensidade do campo magnetico

11 Susceptibilidade Magnética 
No sistema CGS, No vácuo, B = H e 0 = 1 Susceptibilidade Magnética  A permeabilidade magnética  é definida através da razão entre

12 A relação entre  e , obtida
Energia de um dipolo magnético i num campo magnético Bi no ponto i

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14 Quântico

15 Propriedades Magnética da Matéria
Momento angular (classicamente): Operador momentum linear: Operador momentum angular:

16 As equações de autovalores:
onde nlml é a função de onda eletrônica com números quânticos n, l, ml. Relação entre o momento magnético e o momentum angular. No Sistema Internacional onde gl = 1.

17 Devido à natureza quântica de S a relação é:
onde gs = 2. Operador momentum angular total: Número quântico:

18 Momento Magnético de Átomos e Íons
Regras de Hund Os elétrons ocupam os estados de modo a maximizar a componente z do spin, S =  ms, sem violar o princípio de Pauli. Os elétrons ocupam orbitais que resultam no máximo valor de L =  ml, consistente com a regra 1 e com o princípio de Pauli O valor do número quântico da magnitude do momentum angular total é J = |L -S| quando a camada tem menos da metade do número de elétrons que ela comporta, e J= |L + S| quando tem mais da metade do número de elétrons.

19 Fe2+ configuração: (1s2 2s2 2p6 3s2 3p6) 3d6
Os seis elétrons 3d são distribuídos da seguinte maneira: Regra 1: ms= ½ ½ ½ ½ ½ -½  S = 2 Regra 2: ml =  L = 2 Regra 3: J = L + S = 4 O estado fundamental desses íons é então Mn2+, Fe3+ configuração: (1s2 2s2 2p6 3s2 3p6) 3d5 Os cinco elétrons 3d são distribuídos da seguinte maneira: Regra 1: ms= ½ ½ ½ ½ ½  S = 5/2 Regra 2: ml =  L = 0 Regra 3: J = L + S = 5/2 O estado fundamental desses íons é então

20 A componente z do momento magnético total de íon magnético livre é, aproximadamente:
onde B é o magneton de Bohr, dado por, sendo g o fator de Landé,

21 Paramagnetismo FIGURA Características de materiais paramagnéticos: a) Comportamento dos momentos magnéticos na ausência de campo externo; b) Variação de M com H (a inclinação da curva é a susceptibilidade); c) Variação do inverso da susceptibilidade com a temperatura.

22 Para um campo B aplicado na direção z, os níveis de energia de um sistema de momentos magnéticos são obtidos das equações: pois g B B é a diferença de energia entre os dois níveis.

23 A magnetização na direção (z) do campo é:
FIGURA Variação com a energia, da população de momentos magnéticos independentes em equilíbrio térmico. A magnetização na direção (z) do campo é: onde N1 é o número de momentos magnéticos no sentido do campo, e N2 é o número no sentido oposto, por unidade de volume.

24 Substituindo e usando x  B B/kBT obtemos onde N = N1 + N2 é o número total de dipolos magnéticos por unidade de volume. Para x << 1, ou seja, para baixos valores de campo e /ou altas temperaturas,

25 Susceptibilidade Lei de Curie Por outro lado, para x >> 1, isto é, para altos valores de campo e /ou baixas temperaturas, M  N B. onde (Constante de Curie)

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