Diferencia entre el diamagnetismo, el paramagnetismo y el ferromagnetismo
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Diferencia principal - Diamagnetismo, paramagnetismo y ferromagnetismo
El diamagnetismo, el paramagnetismo y el ferromagnetismo se refieren a cómo los diferentes materiales responden a los campos magnéticos. los diferencia principal entre diamagnetismo, paramagnetismo y ferromagnetismo es que diamagnetismo se refiere a un tipo de magnetismo que se forma en oposición a un campo magnético externo y desaparece cuando se elimina el campo externo; paramagnetismo se refiere a un tipo de magnetismo que se forma a lo largo de la dirección de un campo magnético externo y desaparece cuando se elimina el campo magnético externo; ferromagnetismo se refiere a un tipo de magnetismo en materiales que se forma a lo largo de la dirección del campo magnético externo y puede permanecer cuando se elimina el campo magnético externo.
Origen del magnetismo
En mecánica cuántica, los electrones tienen momento angular. El "momento angular" al que se hace referencia aquí es una propiedad mecánica cuántica, pero se puede considerar que es análogo al momento angular en la física clásica, donde los objetos tienen momento angular si están en movimiento de rotación..
Los electrones exhiben dos tipos de momenta angular: Momento angular de giro y Momento angular orbital. Momento angular de giro es un propiedad intrínseca De electrones, como su carga o masa.. Momento angular orbital Es una propiedad que tienen los electrones cuando están en los átomos. Hay un momento magnético Asociados a cada uno de estos momentos angulares. El momento magnético es una propiedad que hace que los electrones experimenten una fuerza cuando se colocan en un campo magnético..
El momento magnético (
) debido al momento angular de giro (
) es dado por:
dónde 
y 
son la carga y la masa de un electrón respectivamente.
Del mismo modo, el momento magnético (
) debido al momento angular orbital (
) es dado por:
¿Qué es el diamagnetismo?
Todos los materiales son diamagnéticos. El diamagnetismo es el más débil de los tres tipos diferentes de magnetismo. Por lo tanto, si un material es paramagnético o ferromagnético, sus efectos diamagnéticos están enmascarados por estos otros dos tipos de magnetismo. En los materiales diamagnéticos, los momentos magnéticos de cada uno de los electrones individuales en el material se cancelan. Cuando un material diamagnético se coloca debajo de un campo magnético, el material produce un campo magnético que se opone al campo magnético externo. Como resultado, el material es repelido por el campo externo. Por ejemplo, la figura de abajo muestra una rana viva que se ha hecho para levitar usando un campo magnético fuerte. Aquí, el cuerpo de la rana exhibe diamagnetismo:
Debido al diamagnetismo, la rana produce un campo magnético que hace que repele el campo magnético externo. Por lo tanto, "flota".
¿Qué es el paramagnetismo?
En los materiales cuyos átomos tienen electrones no pareados, los momentos magnéticos de los electrones individuales no pueden cancelarse completamente, por lo que los átomos quedan con un momento magnético resultante. Sin embargo, los momentos magnéticos de los átomos están alineados en direcciones aleatorias, por lo que el material en su conjunto no exhibe magnetismo. Sin embargo, si un material de este tipo se coloca en un campo magnético externo, los momentos magnéticos de los átomos individuales pueden alinearse con el campo magnético externo, haciendo que el material se magnetice. El campo magnético producido por los materiales paramagnéticos apunta en la misma dirección que el campo magnético externo. El material exhibe magnetismo solo mientras esté dentro de un campo magnético externo. Si el campo magnético externo está apagado, el material pierde su magnetización. Los materiales paramagnéticos incluyen oxígeno líquido y ciertos metales. El siguiente video demuestra la propiedad paramagnética del oxígeno líquido:
¿Qué es el ferromagnetismo?
Los átomos que forman materiales ferromagnéticos tienen electrones no pareados en sus átomos, por lo que cada átomo tiene un momento magnético neto. Los momentos magnéticos de los átomos cercanos tienden a alinearse, creando diferentes regiones (llamadas dominios) en el material, donde se alinean los momentos magnéticos debidos a los átomos individuales. Sin embargo, dominios diferentes pueden tener sus momentos magnéticos apuntando en direcciones diferentes. Cuando un material ferromagnético se coloca dentro de un campo magnético externo, los diferentes dominios dentro de los campos magnéticos se alinean con el campo magnético externo.
Cómo los momentos magnéticos de diferentes dominios magnéticos se alinean con un campo magnético externo, a medida que aumenta la intensidad del campo magnético externo.
Incluso si se elimina el campo magnético externo, el material puede retener su magnetización. Los materiales ferromagnéticos incluyen hierro, cobalto, níquel y sus aleaciones..
Diferencia entre el diamagnetismo, el paramagnetismo y el ferromagnetismo
Momentos magnéticos de los átomos individuales
En diamagnético Materiales, los átomos individuales no tienen un momento magnético neto..
En paramagnético y ferromagnético Materiales, cada átomo tiene su propio momento magnético..
Comportamiento en campos magnéticos externos
Diamagnético Los materiales alinean sus campos magnéticos en la dirección opuesta a los campos magnéticos externos.
Paramagnético y ferromagnético los materiales alinean sus campos magnéticos en la misma dirección que los campos magnéticos externos.
Retención del magnetismo
Diamagnético y paramagnético los materiales pierden su magnetización cuando se elimina el campo magneico externo.
Ferromagnético Los materiales pueden conservar su magnetización incluso cuando se elimina el campo magnético externo.
Imagen de cortesía
"Una rana viva levita dentro del orificio vertical de Ø32mm de un solenoide amargo en un campo magnético de aproximadamente 16 tesla en el Laboratorio de Imanes de Campo Alto de Nijmegen" por Lijnis Nelemans (Wikipedia en inglés) [CC BY-SA 3.0], a través de Wikimedia Commons
"Esquema de dominios magnéticos de un ferromagneto alineándose con un campo en crecimiento ..." por 4lex en la Wikipedia en español (Transferido de es.wikipedia a Commons) [CC BY-SA 3.0], a través de Wikimedia Commons
