propriedades magneticas da materia - parte 1
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MNPEF-UFERSA: 2016.1
Propriedades magnéticas da matéria
Carlos Alberto dos Santos
Professor Visitante
Departamento de Ciências Exatas e Naturais
Univ. Federal Rural do Semi-Árido
Mestrado Nacional Profissional de Ensino de Física
Disciplina: Física Contemporânea
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Oersted
CurieAmpère
Henry
Zeeman
Lorentz
Faraday Weiss
Langevin
Maxwell
Néel
SternGerlach
Hund
Uhlenbeck
Goudsmit
Pauli
Dirac
Da Magnésia às regras de Hund
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Origens do magnetismo
1. Elétrons em movimento em torno do núcleo.
2. Movimento do elétron em torno do seu próprio eixo.
3. Movimento dos quarks no interior do prótone do nêutron.
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Corrente em uma espira
Momento de dipolo magnético ou simplesmente momento magnético
Biot-Savart
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Elétron em torno do núcleo: clássico
O porquê dosinal negativo
Magnetonde Bohr
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Elétron em torno do núcleo: quântico
Fator g de Landé
Momento angular total, J = L + S
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Regras de Hund e momento angular total
1. Os elétrons ocupam os estados de modo a maximizar a componente z do spin total sem violar o princípio de Pauli
2. Os elétrons ocupam orbitais que resultam no máximo valor de L, consistente com a regra 1 e com o princípio de Pauli
1. O valor do número quântico da magnitude do momento angular total é J=L-S quando a camada tem menos da metade de elétrons que ela comporta, e J=L+S no caso contrário.
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Exemplo: Fe2+ - [Ar]3d64s2
Regra 1: mS S=2
Regra 2: ml2 01 --1 -2/2
Regra 3: J = L + S = 4
L=2
O Estado fundamental do Fe2+ é 5D4
L=22S+1=5
J=4
Lembrar s,p,d,f . . .
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Exemplo: Sm3+ - 4f5
Regra 1: mS S=5/2
Regra 2: ml
Regra 3: J = L - S = 5/2
L=5
O Estado fundamental do Sm3+ é 6H5/2
L=52S+1=6
J=5/2
23 1 -10
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Estrutura eletrônica de elementos 3d
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Estrutura eletrônica de elementos 4f
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Elementos magnéticos em sólidos
Grupo 3d: 3dn4s2 Fraca blindagem dos elétrons s
Magnetismo é predominantementedevido ao spin
Grupo 4f: 4fn5s25p66s2 Forte blindagem dos elétrons s, p
Magnetismo édevido a L + SMaior momento magnético do que 3d
L do íon livre