Materiales Diamagneticos

INTRODUCCIÓN

Los materiales denominados diamagnéticos se caracterizan por ser repelidos por los imanes (es lo opuesto a los materiales ferromagnéticos, que son atraídos por los imanes).

La levitación magnética, también conocida por su acrónimo inglés Maglev, es un método por el cual un objeto es mantenido a flote por acción únicamente de un campo magnético. En otras palabras la presión magnética se contrapone a la gravedad. Cabe decir que cualquier objeto puede ser levitado siempre y cuando el campo magnético sea lo suficientemente fuerte.

OBJETIVO

El objetivo es realizar la investigación sobre los materiales diamagnéticos, y sus características, una vez que se tiene el conocimiento teórico sobre los materiales diamagnéticos, el equipo llevara a cabo una actividad de desarrollo del tema, para de esta forma poder transmitir el conocimiento a los compañeros de clase.

ANTECEDENTES

El fenómeno del diamagnetismo fue descubierto en septiembre de 1845 por el físico y químico Michael Faraday cuando observó que un trozo de bismuto era repelido por un imán, cualquiera que fuese el polo. Esa experiencia indicaba que el campo externo generado por el imán inducía en el bismuto un dipolo magnético de sentido opuesto.

El teorema de Earnshaw demuestra que utilizando únicamente el ferromagnetismo estático es imposible hacer a un objeto levitar establemente contra la gravedad, pero el uso de materiales diamagnéticos, servomecanismos o superconductor hacen posible dicha levitación.

MARCO TEORICO

El diamagnetismo se puede explicar de forma sencilla si se considera una consecuencia de aplicar la Ley de Lenz a nivel molecular. Según la teoría electromagnética, siempre que varía el flujo magnético se genera una corriente inducida y, según esta Ley, "el sentido de las corrientes inducidas es tal que con sus acciones electromagnéticas tienden a oponerse a la causa que las produce".

Todos los átomos contienen electrones que se mueven libremente y cuando se aplica un campo magnético exterior se induce una corriente superpuesta cuyo efecto magnético es opuesto al campo aplicado.

Otra forma de explicar el diamagnetismo es a partir de la configuración electrónica de los átomos o de los sistemas moleculares. De esta forma, el comportamiento diamagnético lo presentan sistemas moleculares que contengan todos sus electrones apareados y los sistemas atómicos o iónicos que contengan orbitales completamente llenos. Es decir los espines de los electrones del último nivel se encontrarán apareados (por tanto el momento magnético de los espines es prácticamente nulo).

Algunos ejemplos de materiales diamagnéticos son: el bismuto metálico, el hidrógeno, el helio y los demás gases nobles, el cloruro de sodio, el cobre, el oro, el silicio, el germanio, el grafito, el bronce y el azufre. Nótese que no todos los citados tienen número par de electrones.

Pero intentémoslo explicar de forma más intuitiva.

Supongamos una sustancia diamagnética formada por átomos, iones o moléculas cuyo momento magnético total (suma de los momentos magnéticos asociados al movimiento de sus cargas y a sus spines) es nulo (Figura 1).

Figura 1

Al aplicarle un campo magnético externo Bo, los momentos de las moléculas o átomos se orientan originando un campo Bm que se opone a dicho campo externo ( Figura 2).

Esta oposición de campos hace que en el interior del material el campo resultante B sea un campo menor al campo Bm que se origina en el interior del material por la orientación de los momentos de sus moléculas. Al ser estos campos opuestos ambos se repelen, como se muestra en

...