Aula 6 Campos na matria Pergunta bsica o

Aula 6 – Campos na matéria

Pergunta básica: o que acontece se temos um dielétrico na presença de um campo elétrico? Dielétrico Material que não possui cargas livres, apenas cargas ligadas. PROF. PAULO ROSA INFI/UFMS 2

E : campo externo aplicado; Ei : campo interno, que aparece devido à separação das cargas; p : momento de dipolo. + E Eint - Eext = 0 Eext Na presença de campos elétricos temos a formação de dipolos elétricos pela separação dos centros de cargas positivas e negativas. PROF. PAULO ROSA INFI/UFMS 3

Moléculas polares : há um alinhamento dos momenta de dipolo. PROF. PAULO ROSA INFI/UFMS 4

Superfície Gaussiana q E 0 E -q Dielétrico q - q’ q’ -q Aplicando a Lei de Gauss em ambos os casos: PROF. PAULO ROSA INFI/UFMS 5

Vamos tomar a razão entre os campos nos dois casos: PROF. PAULO ROSA INFI/UFMS 6

Portanto, podemos escrever a Lei de Gauss como: Contém todo efeito do dielétrico. PROF. PAULO ROSA INFI/UFMS 7

Perguntas: como se comportam materiais em presença de campos magnéticos? B Qual a origem do magnetismo nos materiais (imãs, por exemplo)? PROF. PAULO ROSA INFI/UFMS 8

� Paramagnéticos – Momenta de dipolo magnético permanente (alguns); � Diamagnéticos – Momenta de dipolo magnético induzido (todos materiais); � Ferromagnéticos – alinhamento permanente dos momenta de dipolo (alguns –imãs). PROF. PAULO ROSA INFI/UFMS 9

Cargas em movimento v PROF. PAULO ROSA INFI/UFMS B 10

Momentos de dipolo magnéticos intrínsecos: elétrons. Spin dos elétrons: S (momento angular). Momento magnético Magnéton de Bohr (µB) Visão clássica do elétron!!! PROF. PAULO ROSA INFI/UFMS 11

Fonte: http: //www. fisicavivencial. pro. br/sites/default/files/sf/324 SF/08_avaliacao_01. htm PROF. PAULO ROSA INFI/UFMS 12

Momento magnético orbital Em uma volta, o elétron é responsável por criar uma corrente dada por: Período r v PROF. PAULO ROSA INFI/UFMS [q= - e] 13

O menor valor do momento angular do elétron, segundo a Mecânica Quântica é dado por: Quantum de momento angular Usando esse valor, o momento magnético orbital mínimo para o elétron é dado por: Magnéton de Bohr PROF. PAULO ROSA INFI/UFMS 14

Ocorre em materiais cujos átomos que têm elétrons não pareados: µ 3 v 3 µ 2 µ 1 v 1 µ 2 v 2 v 1 µ 1 Átomo 2: µ=µ 1 + µ 2 + µ 3 0 Átomo 1: µ=µ 1 + µ 2 = 0 Momento de dipolo magnético atômico. µ µ 3 µ 2 µ 1 PROF. PAULO ROSA INFI/UFMS v 1 v 3 v 2 15

Dipolos são permanentes nesse caso. B Aplicação de B Material na ausência de campo magnético. Material na presença de campo magnético. O alinhamento não é perfeito devido às flutuações térmicas. PROF. PAULO ROSA INFI/UFMS 16

Caso real Caso ideal B B Efeitos térmicos PROF. PAULO ROSA INFI/UFMS 17

Caso real Caso ideal B B Efeitos térmicos PROF. PAULO ROSA INFI/UFMS 18

Número médio de momenta de dipolo magnético por unidade de volume do material. B Elemento de volume. Lei de Curie: PROF. PAULO ROSA INFI/UFMS 19

Curva experiment al Lei de Curie Fonte: http: //www. mspc. eng. br/elemag/eletrm 0260. shtml PROF. PAULO ROSA INFI/UFMS 20

Nesse caso os momenta de dipolo magnéticos não são permanentes, mas induzidos pelo campo aplicado. B Com campo aplicado Sem campo ü O diamagnetismo está presente em todos os materiais; ü Contudo seu efeito é muito pequeno se comparado aos efeitos paramagnéticos ou ferromagnéticos. PROF. PAULO ROSA INFI/UFMS 21

É o tipo de magnetismo associado a imãs. Efeito fundamental Acoplamento de troca PROF. PAULO ROSA INFI/UFMS 22

Regiões com dipolos alinhados Sítios desorientados magnéticos PROF. PAULO ROSA INFI/UFMS Sítios magnéticos parcialmente orientados 23

Sem a presença do anel de ferro, o campo na bobina é dado por: Contudo, na presença do ferro, o campo total no interior do solenoide é dado por: Campo proporcional à magnetização imposta na amostra pelo campo externo. PROF. PAULO ROSA INFI/UFMS 24

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- Ferro puro; - 2 - Permalloy; - 3 - Ferro tecnicamente puro; - 4 - Níquel; - 5 - Liga 26 Ni+74 Fe http: //www. ebah. com. br/content/ABAAABKdw. AF/materiais-magneticos PROF. PAULO ROSA INFI/UFMS 26

http: //www. cienciahoje. org. br/noticia/v/ler/id/3015/n/histerese_magnetica: _perdas_e_ganhos PROF. PAULO ROSA INFI/UFMS 27

�Fim da Aula 9 PROF. PAULO ROSA INFI/UFMS 28