Diamagnetismo y paramagnetismo

2. Diamagnetismo y paramagnetismo
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5

Ecuación de Langevin del diamagnetismo.
Paramagnetismo.
Teoría cuántica del paramagnetismo.
Susceptibilidad paramagnética de los electrones de conducción
Enfriamiento por desimanación adiabática.
________________________

r
Al aplicar un campo magnético H sobre un material éste sufre un proceso de r imanación, generándose un vector M definido como el momento magnético por unidad de volumen que aparece en el material. La susceptibilidad magnética χ del

material es por tanto definida como

χ=

M µ0 M
=
H
B

[2.1]

donde B es la inducción magnética
Este fenómeno básicamente se explica como un proceso de alineamiento de los momentos magnéticos internos del material con el campo aplicado. Recordando que el momento magnético se asocia con una carga moviéndose en una trayectoria cerrada, el momento magnético de un átomo libre es debido a 3 efectos:
Ø
El cambio de momento angular orbital producido al aplicar un campo magnético induciéndose un momento magnético
Ø
El momento angular orbital de los electrones alrededor del núcleo
Ø
El spin de los electrones
Veremos como el efecto 1 es responsable del denominado diamgnetismo y los efectos 2 y 3 dan lugar al paramagnetismo. Obviando los materiales cuyos momentos magnéticos se disponen de forma ordenada, estos serán analizados en siguientes capítulos, en la naturaleza se observan dos tipos de comportamiento en los materiales
Diamagnetismo

χ < 0, χ = 10 −5 a T ambiente y χ ≠ f(T)

Paramagnetismo

χ > 0, χ = 10 −4 a T ambiente y χ = C/T donde C recibe el nombre de constante de Curie

2-1

Como ejemplo, el átomo de H en estado fundamental 1s posee un momento orbital l = 0, de manera que el momento magnético se debe sólo al spin electrónico, más un pequeño momento diamagnético inducido. El átomo de He en estado fundamental 1s2 tiene momento orbital y momento de spin nulos presentándose sólo momento diamagnético