Propiedades magnéticas de la materia

Propiedades magnéticas de la materia

 

Paramagnetismo

El paramagnetismo es un fenómeno físico en el que los momentos magnéticos libres de un material tienden a alinearse paralelamente a un campo magnético externo. Si estos momentos magnéticos están fuertemente acoplados entre sí, entonces el fenómeno será ferromagnético. Este alineamiento de los dipolos magnéticos con un campo magnético externo tiende a fortalecerlo. Esto se debe a que la permeabilidad magnética es superior a la unidad.

En el paramagnetismo puro, el campo actúa de forma independiente sobre cada momento magnético, y no hay interacción entre ellos. En los materiales ferromagnéticos, este comportamiento también puede observarse, pero sólo por encima de su temperatura de Curie. Los materiales paramagnéticos sufren el mismo tipo de atracción y repulsión que los imanes cuando están sujetos a un campo magnético, sin embargo, al retirar dicho campo, la entropía destruye el alineamiento magnético y el fenómeno se debilita. Para campos magnéticos bajos, los materiales paramagnéticos exhiben una magnetización en la misma dirección del campo externo, y cuya magnitud se describe por la ley de Curie:

En donde M es la magnetización, B la densidad de flujo magnético, T la temperatura absoluta y C la constante de Curie y es específica para cada material.

Existen algunas teorías sobre el paramagnetismo. El modelo de Langevin para materiales con electrones localizados no interactuantes, enuncia que cada átomo tiene un momento magnético que está aleatoriamente orientado como resultado de la agitación térmica. La aplicación de un campo magnético crea un ligero alineamiento de esos momentos y permite una pequeña magnetización en la misma dirección del campo aplicado. Cuando se incrementa la temperatura, la agitación térmica también crece haciendo difícil la alineación de los momentos magnéticos atómicos (como se aprecia en la Figura 1) y por lo tanto la susceptibilidad decrece. Este comportamiento se describe mediante la ley de Curie.

Figura 1. Muestra un material paramagnético hecho con imanes en miniatura; en la imagen observamos que los dipolos magnéticos no están alineados.