Magnetismo em materiais - paramagnetismo, diamagnetismo e ferromagnetismo

Todo matéria exibe propriedades magnéticas quando submetida a um campo magnético externo . Até mesmo substâncias como cobre e alumínio, que normalmente são livres de propriedades magnéticas, são afetadas pela presença de um campo magnético produzido por qualquer pólo de um imã de barra. Dependendo se há uma atração ou repulsão pelo pólo de um ímã, a matéria é classificada como sendo paramagnética ou diamagnética, respectivamente. Alguns materiais, notavelmente o ferro, mostram uma atração muito grande para o pólo de uma barra permanente de ímã; materiais deste são chamados ferromagnéticos.

Paramagnéticos - são materiais que possuem elétrons desemparelhados e que quando na presença de um campo magnético os mesmos se alinham, fazendo surgir dessa forma um ímã que tem a capacidade de provocar um leve aumento na intensidade do valor do campo magnético em um ponto qualquer. Esses materiais são fracamente atraídos pelos ímãs. São materiais paramagnéticos: o alumínio, o magnésio, o sulfato de cobre, etc.

Oxigênio líquido, o qual é paramagnético, é atraído  pelo campo magnético de um ímã permanente.
Uma força resultante é exercida nos dipolos magnéticos porque o campo magnético não é uniforme.

Alumínio: exemplo de material paramagnético.

Diamagnéticos – são materiais que se colocados na presença de um campo magnético tem seus ímãs elementares orientados no sentido contrário ao sentido do campo magnético aplicado. Assim, estabelece-se um campo magnético na substância que possui sentido contrário ao campo aplicado. São substâncias diamagnéticas: o bismuto, o cobre, a prata, o chumbo, etc.

Prata: exemplo de material diamagnético

Comparação entre paramagnetismo e diamagnetismo.

Nos materiais paramagnéticos quando se introduzem em um campo magnético se induz outro campo interior que trata de anular o exterior, portanto o sentido é contrário. Nos materiais diamagnéticos o campo que se induz tem o mesmo sentido que o exterior, portanto criam-se forças de repulsão.

Ferromagnéticos – as substâncias que compõem esse grupo apresentam características bem diferentes das características dos materiais paramagnéticos e diamagnéticos. Esses materiais se imantam fortemente se colocados na presença de um campo magnético. É possível verificar, experimentalmente, que a presença de um material ferromagnético altera fortemente o valor da intensidade do campo magnético. São substâncias ferromagnéticas somente o ferro, o cobalto, o níquel e as ligas que são formadas por essas substâncias. Os materiais ferromagnéticos são muito utilizados quando se deseja obter campos magnéticos de altas intensidades.

Ferro: exemplo de material ferromagnético.

Elaboração: professor Paulo Silva.

Animações e applets

- Materiais paramagnétismos: site http://www.pet.dfi.uem.br/anim_show.php?id=231, acessado em 27 de novembro de 2012.
- Materiais dielétricos: site http://www.pet.dfi.uem.br/anim_show.php?id=230, acessado em 27 de novembro de 2012.

Vídeos 

Fontes

1. Site http://quimica-dicas.blogspot.com.br/2009/07/paramagnetismo-e-diamagnetismo.html, acessado em 27 de novembro de 2012.
2. Tipler, P.A. Física: para cientistas e engenheiros. Volume 2, 4ª edição.