Investigacion

                Materiales magnéticos

En algunos materiales, a los que llamaremos materiales magnéticos, se observa que sus átomos o iones se comportan como si fuesen pequeños imanes que interactúan entre sí. En estos casos se dice que los átomos tienen un momento magnético diferente de cero, el cual se caracteriza por su magnitud y la dirección en la que está orientado. En lo sucesivo, a estos pequeños imanes los denominaremos espines magnéticos o simplemente espines.

Clasificación de los materiales magnéticos

1) Diamagnéticos. Son aquellos materiales en los que sus átomos no tienen momento magnético resultante; debido a esto no pueden interactuar magnéticamente con otros materiales.

2) Paramagnéticos. Son materiales en los cuales los átomos sí tienen momento magnético. Sin embargo, en ausencia de un campo magnético externo los espines individuales apuntan en direcciones diversas.

3) Ferromagnéticos. En estos materiales las interacciones entre los espines son tales, que éstos tienden a alinearse paralelamente. Debido a esto, a temperaturas bajas, esto es, cuando los efectos internos son mucho más importantes que los externos.

4) Antiferromagnéticos. En estos materiales, las interacciones entre los espines tienden a alinearlos antiparalelamente. Como resultado, a bajas temperaturas y en ausencia de un campo magnético externo, habrá una configuración única de mínima energía.

Intensidad del flujo magnético

La intensidad del flujo magnético comprende la permeabilidad magnética, debido a que este es un fenómeno que se presenta en algunos materiales, como el hierro dulce, en los cuales las líneas de fuerza de un campo magnético fluyen con más libertad en el material de hierro que en el aire o en el vacío.

La permeabilidad magnética del vacío (uO) tiene un valor en el SI de: 4π x 10^-7 Tm/A

Teniendo en cuenta este dato, la intensidad del flujo magnético (H) para un medio dado será el cociente que resulta de la densidad del flujo magnético (B) entre la permeabilidad magnética del medio:

Entonces:

H = B/u, entonces, B = uH

Donde: H = intensidad del campo magnético para un medio dado, se mide en ampere/ metro (A/m).

B = densidad del flujo magnético, se expresa en teslas (T)

u = permeabilidad magnética del medio, su unidad es tesla metro/ ampere (Tm/A)

Teorías del magnetismo.

Existen varias teorías que tratan de explicar porque se magnetizan algunas sustancias:

Sin embargo la más aceptada es la de el físico alemán Guillermo Weber. Dicha teoría establece que "metales magnéticos como el hierro, cobalto y níquel, están formados por innumerables imanes elementales muy pequeños. Antes de magnetizar algún trozo de alguno de estos metales, los diminutos imanes elementales están orientados al azar, es decir, en diferentes direcciones. Cuando se comienza a magnetizar algún trozo de estos metales, los imanes elementales giran hasta alinearse en forma paralela al campo que los magnetiza totalmente".  

Proposición de Blackett

Gilbert creía que la Tierra giraba debido a que era magnética. P.M. Blackett, que la Tierra era magnética debido a que giraba alrededor de su eje. En un tiempo, Blackett sugirió que quizás existía un nuevo fenómeno universal, que cualquier objeto girando estaba intrínsecamente magnetizado. 

  Al principio esto no pareció una mala idea. Los electrones y protones, por ejemplo, tienen un "spin" (giro) intrínseco que les proporciona propiedades parecidas a las de un objeto sólido girando, y también tienen una magnetización intrínseca, que los convierte en diminutos imanes, alineados con sus ejes de giro. En los materiales normales, estos imanes atómicos apuntan en todas las direcciones posibles, con lo que sus efectos se contrarrestan. 

  Pero en lo concerniente a la Tierra, las conjeturas de Blackett estaban equivocadas. Los experimentos con objetos girando, que por esta teoría deberían producir una magnetización medible, mostraron que no la tenían. Posteriores observaciones también mostraron que durante las últimas decenas de millones de años, la polaridad magnética de la Tierra se invirtió varias veces, algo que no permitiría la predicción de Blackett. 

Teoría de los dominios

 Desde que se ha basado el conocimiento de que un cuerpo magnético, se ha postulado dicha teoría, la cual consiste en pequeños átomos imantados, alineados paralelamente entre sí. Unos dominios incrementan su tamaño por la influencia cercana de otros hasta lograr la saturación y todos ellos quedan orientados.

la teoría de los dominios permitió considerar la posibilidad de triturar un material magnético hasta darle la consistencia de polvo fino, en el que cada partícula constituyera un dominio, al moldearlo con hule o plástico, se orientan casi todos los dominios en una sola, con lo cual se forma un excelente imán al que se le pueden dar múltiples usos.

Magnetismo terrestre

  La superficie terrestre es un campo de fuerzas cuyas líneas de acción señalan en cada punto de la Tierra una dirección: la dirección Norte–Sur magnéticos, la conocida como meridiana magnética. Esta línea de fuerzas es la que nos señala la aguja de una brújula.

Las meridianas magnéticas no son círculos máximos de la esfera, sino curvas, en ocasiones muy irregulares, que concurren en los polos magnéticos.

Los polos magnéticos no coinciden con los geográficos, como se muestra en la siguiente figura, por eso es importante determinar una magnitud que los relacione. El ángulo que existe entre la dirección que marca el Norte geográfico, que podemos determinar, por ejemplo, por la observación a la estrella Polar, y la dirección del Norte magnético, que determinamos mediante una brújula, se denomina declinación magnética.

Efectos del magnetismo terrestre en la tierra.

El campo magnético terrestre es algo que suele pasar desapercibido en nuestro quehacer cotidiano salvo en ocasiones especiales, pero también es cierto que el propio campo geomagnético se ha reducido considerablemente en los últimos años, la mediciones del campo magnético de la Tierra se iniciaron en 1845 y desde entonces los estudios apuntan a una reducción de un  10% en los últimos 160 años, y un 5% en los últimos 10 años, este debilitamiento es más acusado en unas regiones que otras, lo que hace a la zona debilitada más vulnerable a las radiaciones cósmicas nocivas. Las anomalías del campo geomagnético suelen dar en las latitudes polares y al sur de Sudáfrica, la llamada anomalía subatlántica.

Algo que probablemente tenga también su importancia es el desplazamiento del polo norte magnético, pues en 1970 se desplazaba a una velocidad de 10km al año, y actualmente lo hace a más de 40 km al año, esto probablemente tenga relación con el núcleo de la Tierra, pero lo más preocupante es que los últimos estudios apuntan a que dentro de 2000 años el campo magnético será 0 y se iniciará la inversión de los polos que puede durar incluso miles de años.