propriedades magneticas da materia - parte 1

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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

carlos.alberto@ufersa.edu.br

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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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Q estacionária Campo elétrico

Q em movimento Campo eletromagnético

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Origens do magnetismo

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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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Para, Ferro, antiferromagnetismo

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Momento magnético, este é o conceito

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Corrente em uma espira

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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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Momento angular total

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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