Magnetismo
También denomina a la rama de la física que estudia dichos fenómenos.
Esto permite la tan conocida repulsión y atracción entre los polos de los imanes.
Sin embargo, todos los materiales son influidos, en mayor o menor medida, por la presencia de un campo magnético.
La palabra «magnetismo» viene del griego "μαγνῆτις λίθος" (magnētis lithos), que significa «piedra de Magnesia», y hace referencia a la magnetita, un mineral de hierro ferromagnético.
Sabían que ciertas piedras (magnetita) atraían el hierro, y que los trozos de hierro atraídos, eran capaces, a su vez, de atraer a otros.
El científico Shen Kua (1031-1095) escribió sobre la brújula de aguja magnética y mejoró la precisión en la navegación empleando el concepto astronómico del norte absoluto.
Peter Peregrinus de Maricourt, fue un estudioso francés del siglo XIII que realizó experimentos sobre magnetismo y escribió el primer tratado existente sobre las propiedades de los imanes.
El cosmógrafo español Martín Cortés de Albacar, formado en Zaragoza y en la escuela de pilotos de Cádiz, descubrió y situó el polo norte magnético en Groenlandia en 1551 para los navegantes españoles e ingleses (su libro fue traducido y muy reimpreso en Inglaterra) facilitando así considerablemente la navegación.
También clasificó los materiales en conductores y aislantes e ideó el primer electroscopio.
Estudió la inclinación de una aguja magnética concluyendo que la Tierra se comporta como un gran imán.
El conocimiento del magnetismo se mantuvo limitado a los imanes hasta que en 1820 Hans Christian Ørsted, profesor de la Universidad de Copenhague, descubrió que un hilo conductor sobre el que circulaba una corriente ejercía una perturbación magnética a su alrededor capaz de mover una aguja magnética situada en ese entorno.
Por lo tanto, el magnetismo se observa siempre que partículas cargadas eléctricamente están en movimiento.
Se puede ver una muy común fuente de campo magnético en la naturaleza, un dipolo.
Este tiene un «polo sur» y un «polo norte», sus nombres se deben a que antes se usaban los imanes como brújulas, que interactuaban con el campo magnético terrestre para indicar el norte y el sur del globo.
La energía requerida para reorientarlos en esa configuración es entonces recolectada en el campo magnético resultante, que es el doble de la magnitud del campo de un imán individual (esto es porque un imán usado como brújula interactúa con el campo magnético terrestre para indicar Norte y Sur).
El primero es el movimiento orbital del electrón sobre su núcleo atómico; este movimiento puede ser considerado como una corriente de bucles, resultando en el momento dipolar magnético del orbital.
La segunda, más fuerte, fuente de momento electrónico magnético, es debido a las propiedades cuánticas llamadas momento de spin del dipolo magnético (aunque la teoría mecánica cuántica actual dice que los electrones no giran físicamente, ni orbitan el núcleo).
Por la tendencia de los dipolos magnéticos a oponerse entre ellos se reduce la energía neta.
Sin embargo, la orientación de dichos imanes es, en general, arbitraria, y el efecto global se anula.
Un electroimán es un imán hecho de alambre eléctrico bobinado en torno a un material magnético como el hierro.
Este tipo de imán es útil en los casos en que un imán debe estar encendido o apagado, por ejemplo, las grandes y pesadas grúas para levantar chatarra de automóviles.
Un imán permanente puede perder su magnetismo al ser sometido al calor, a fuertes golpes, o colocarlo dentro de un solenoide se suministra con una reducción de corriente alterna.
Mientras que las explicaciones heurísticas basadas en la física clásica se pueden formular, el diamagnetismo, el paramagnetismo y el ferromagnetismo solo se pueden explicar completamente usando la teoría cuántica.
Que esto lleve al magnetismo no es del todo obvio, pero se explicará a continuación.
moleculares de dos cuerpos, es decir, el orbital resultante es: Aquí, el último producto significa que un primer electrón,
En cuanto a la función de giro χ (s1, s2), que es responsable del magnetismo, tenemos el principio de Pauli ya mencionado, a saber, que un orbital simétrico (es decir, con el signo + como anteriormente) debe multiplicarse con una función de giro antisimétrico ( es decir, con un signo -, y viceversa.
La tendencia a formar un enlace químico (homoopolar) (esto significa: la formación de un orbital molecular simétrico, es decir, con el signo +) resulta a través del principio de Pauli automáticamente en un estado antisimétrico (es decir, con el signo -).
Así, ahora los espines serían paralelos (ferromagnetismo en un sólido, paramagnetismo en dos gases atómicos).
La tendencia mencionada por última vez predomina en los metales hierro, cobalto, níquel y en algunas tierras raras, que son ferromagnéticas.
Los gases diatómicos también son casi exclusivamente diamagnéticos, y no paramagnéticos.
