Actividad 4to. Parcial

Propiedades Magnéticas de la materia

Clasificación, determinación de propiedades y ejemplos de Propiedades magnéticas

Se puede decir que hay dos grupos muy importante de materiales: aquellos que tienen un m nulo en ausencia de un campo magnético externo y los que tienen siempre un m no nulo. En el primer tipo de materiales el efecto dominante de un campo magnético externo es reorientar los orbitales atómicos de tal modo que estos aparecen imitando corrientes inducidas y por lo tanto creando campos magnéticos que se oponen al campo magnético aplicado (corrientes inducidas es un concepto que se ve más adelante). El campo magnético total dentro de este tipo de materia resulta menor al campo magnético aplicado. Tales materiales se denominan diamagnéticos. La gran mayoría de las sustancias que existen en la naturaleza son de este tipo. Por ejemplo: bismuto, cobre, carbón, mercurio, oro, plata, sodio, agua.

Otro tipo de materiales tiene m a nivel atómico, los cuales tienden a orientarse en forma paralela al campo aplicado, y el resultado es que el campo magnético en el interior de estos materiales es mayor al campo aplicado.
Son los materiales paramagnéticos. Ejemplos son: aluminio, manganeso, oxígeno, sodio, titanio, tungsteno, platino.

Hay un grupo aparte de materiales, los llamados ferromagnéticos tales como el hierro, níquel y cromo. Estos materiales pueden estar magnetizados, es decir, tienen dipolos magnéticos a nivel molecular y ellos tienden a estar ordenados en forma espontánea, por lo que son fuente de campo magnético (son imanes). Muchos materiales paramagnéticos sometidos a temperaturas suficientemente bajas suelen transformase en ferromagnéticos.

Diamagnetismo y paramagnetismo

La explicación correcta del diamagnetismo, paramagnetismo y ferromagnetismo exige la mecánica cuántica.
Las sustancias diamagnéticas están formadas por átomos, iones o moléculas cuyos momentos magnéticos totales (suma de los momentos magnéticos asociados al movimiento de sus cargas y a sus spines) son nulos. Al aplicarles un campo magnético externo Bo , se producen en cada uno de estos agregados corrientes inducidas, justificables mediante la ley de
Faraday-Lenz y se origina un campo Bm que se opone a o B . El diamagnetismo depende muy poco de la temperatura.

Las sustancias paramagnéticas están constituidas por átomos, iones o moléculas que tienen momento magnético total no nulo. Al aplicar el campo externo, magnetizante, se produce además del correspondiente efecto diamagnético, que es universal y lo sufren todas las sustancias. Un efecto paramagnético consistente en que los momentos magnéticos se orientan en la dirección del campo externo, con lo que el campo magnético total en su interior aumenta.
La orientación se ve obstaculizada con el movimiento caótico asociado con la temperatura y que tiende a destruir el orden. Por esto el paramagnetismo depende de la temperatura: a mayor temperatura menor paramagnetismo.



Ferromagnetismo

Sustancias ferromagnéticas como el Fe, Co, Ni son fuertemente atraídas al ser sometidas a la acción de un campo magnético. Estas sustancias son capaces de producir imanes permanentes, ya que su estado de magnetización perdura cuando el campo externo ha desaparecido.
El ferromagnetismo es consecuencia de las características de la estructura cortical de los átomos y de su organización dentro del cristal metálico.

Si analizamos la estructura de un imán permanente veremos que está formado por diminutas regiones, llamadas dominios magnéticos, cada una de las cuales se comporta, a su vez, como un imán.

Se cree que el ferromagnetismo se debe al campo magnético asociado con el spin. Aunque en la mayor parte de los materiales estos campos se anulan mutuamente, en las sustancias ferromagnéticas se produce una alineación de los spines de los electrones de los átomos próximos debido a fuerzas, cuya explicación cae en el ámbito de la mecánica cuántica. Que tienden a alinear los campos magnéticos de los electrones de los átomos de un mismo dominio.

Cuando se hace incidir un campo magnético sobre una sustancia ferromagnética se produce un desplazamiento de las paredes de los dominios de modo que aumenta el volumen de aquellos cuyo momento magnético está orientado a favor del campo y disminuye el de los demás. Si el campo externo es lo suficientemente intenso se puede producir, incluso, un giro brusco de los momentos magnéticos de los dominios en la dirección del campo, lo que aumenta la magnetización del material.
El imán puede mantener durante mucho tiempo esta orientación de sus dominios, aún si desaparece el campo externo. Sin embargo, si se destruye la orientación privilegiada, por ejemplo golpeando o calentando al imán, desaparece su magnetización al volver a las orientaciones aleatorias de los momentos magnéticos de los dominios.

La temperatura a partir de la cual un material ferromagnético se convierte en paramagnético se llama temperatura de Curie; para el Fe es de 1.043 K.

Aplicaciones

Una de las muchísimas aplicaciones de los campos magnéticos son las bandas magnéticas de las tarjetas de crédito, de teléfono… Éstas guardan la información a través de diminutos dominios magnéticos. El lector consta de una pequeña bobina en la que se induce una corriente eléctrica al paso de la tarjeta. Por ello, suele estropearse la tarjeta cuando ésta se acerca a intensos campos magnéticos.
En la antigüedad a la magnetita se le atribuían muchas propiedades. Se decía que curaba el reumatismo y la gota y que permitía hablar con los dioses. En el siglo XVI Paracelso intentó utilizar el magnetismo para curar enfermedades, aunque no logró nada. Todos sus supuestos éxitos se debieron al efecto placebo. Incluso hoy en día también se nos intentan vender pulseras magnéticas y otros artefactos como remedio para muchas dolencias, aunque no hay ninguna constancia científica de sus ventajas.


Bibliografía

http://www.cec.uchile.cl/cinetica/electro/caps/cap5.pdf
http://iesdmjac.educa.aragon.es/departamentos/fq/asignaturas/fisica2bac/materialdeaula/Propiedades%20magneticas.pdf
http://www.principia-malaga.com/portal/pdfs/web-campo-magnetico.pdf

Resumen 1 4to parcial

En la clase anterior seguimos viendo el capítulo 24.

El maestro nos explico que hay dos tipos de capacitores, en paralelo y en serie.

Tambien nos puso unos ejercicios, en uno sacamos la capacitancia equivalente, y el potencial de unas cargas acomodadas en serie y en el mismo problema sacamos la misma inforamción, pero con las formulas de en paralelo. Despues nos puso otro problema en donde el capacitor tenía cargas acomodadas de ambas maneras (en serie y paralelo) y de aquí también teníamos que sacar Ceq

MICROSCOPIO DE CAMPO IONICO

Mecanismo con el que trabaja:

Se produce una aguja de metal afilada y se coloca en una cámara de ultra alto vacío, que después se llena con un gas visualizador tal como el helio con el neón. La aguja se enfría hasta que alcanza temperatura criogénicas (20-100 K). Luego se aplica un voltaje positivo que va de 5,000 a l0,000 voltios sobre la punta.

Diferencia de potencial:

Los átomos de gas atraídos por la punta ven ionizados por el fuerte de campo eléctrico que existe en las proximidades de ella. la curvatura de la superficie cercana a la punta provoca una magnetización natural; los iones son repelidos bruscamente en dirección perpendicular a la superficie (un efecto de "proyección de punto"). Se coloca un detector de modo que pueda recoger esos iones repelidos; y la imagen formada por todos los iones repelidos puede tener la resolución suficiente como para mostrar átomos individuales en la superficie de la punta.

¿Cómo la utlizan? ¿Cómo le sacan provecho? ¿En qué lo utilizan?

Puede ser utilizado para concebir la ordenación de los átomos que forman la superficie de la punta afilada de una aguja de metal por ejemplo. Fué la primera técnica con la que se consiguió resolver espacialmente átomos individuales.

Al contraio que los microscopios convencionales, donde la resolución espacial se ve limitada por la longitud de onda de las párticulas empleadas en la visulalización, el microscopio basado en FIM funciona por proyección y alcanza resoluciones atómicas, con una magnificación aproximada de unos pocos millones de aumentos.

Referencia bibliográfica

http://web.educastur.princast.es/proyectos/grupotecne/asp1/investigacion/vermensajebbb.asp?idmensaje=2312

http://www.wikipedia.com/

Resumen 1 3er Parcial

En la semana pasada el Prof. nos habló acerca del potencial eléctrico.

Nos habló acerca del trabajo (como recordatorio) y nos comentó que éste es la fuerza que produce un desplazamiento en un cuerpo. También vimos que si la fuerza es conservativael trabajo realizado por ésta fuerza se puede expresar en términos de uno energía potencial U. Cuando una particula se desplaza de un punto donde la energía potencial es Ua a un punto donde es Ub, el cambio de la energía potencial es Ub-Ua. Cuando el trabajo es positivo Ua es mayor que Ub, el cambio de la energía potencial es negativo, y la energía portencial disminuye.

Tambien, el Dr. nos puso un ejercicio relacionado al tema de "Conservación de energía con fuerzas elétricas" y otro de "Sistema de cargas puntuales"

Resumen 2 2do. Parcial

En la semana pasada vimos todavía acerca de la ley de Gauss, el maestro nos puso un ejemplo del campo producido por dos cargas puntuales, una carga con positiva y otra con carga negativa ambas de igual magnitud, en éste teniamos que hallar el flujo eléctrico a través de cada una de las supericies.

Tambien nos comento que la ley de gauss tiene dos aplicaciones, una, si conocemos la distribucion de carga y si este tiene simetria suficiente para que sea posible evaluar la integral de la ley de gauss se puede hallar el campo y si concemos el campo la ley de gauss pemite hallar la distribución de carga. Además vimos ejemplos de un campo de una lámina plana infinita de carga, otro de cuando tenenos dos placas paralelas y conductoras, estas con cargas de igual magnitud y de signo opuesto, el campo de una esfera con carga uniforme, campo de una esfera hueca con carga.

Tambien alcanzamos a ver el tema de cargas en conductores, y tambien nos puso ejemplos de éste tema en varios casos

Nota "Einstein tenía razón"

Navegando por el mundo del internet, descubrí esta nota muy buena, en la página de "muy interesante", a lo mejor no tiene mucho que ver con lo que estamos viendo en el curso, pero de igaul manera nos puede servir.

Esta nota es acerca de unos estudios que Einstein había hecho ya acerca de la teoría de la relatividad en 1915. Ahora, su hipótesis ha sido verificada con una precisión 10.000 veces mayor que cualquier prueba precedente. Experimentos efectuados en aviones o cohetes habían demostrado ya que,bajo la aceleración debida a la gravedad , un reloj desacelera sus tic-tac a comparaciómn de otro que permanece en tierra.

“Los resultados demuestran una vez más que la teoría formulada por Einstein describe muy bien el mundo real”, ha asegurado Holfer Müller, físico de la Universidad de California y coautor del estudio que hoy publica la revista Nature. “Este experimento demuestra que la gravedad altera el flujo del tiempo”, añade.

Les dejo la liga por si gustan leer la nota completa

http://www.muyinteresante.es/einstein-tenia-razon

Resumen 1 2do. Parcial

En la clase pasada (jueves 11 de febreo para ser exactos) el Dr. nos habló acerca de la Ley de Gauss.

Nos dijo que la ventaja de esta ley es q nos permite comprender como se distribuye ls carga en los cuerpos.

Nos habló de un cuerpo encerrado, cuando dentro de una caja hay una carga positiva dentro de ésta la cara es hacia afuera y de los contario cuando es negativa está es hacia adentro; tambien, cuando hay dos cargas, una negativa y otra positiva la carga neta es cero. Cuando no sabemos que carga ay dentro de un cuerpo encerrado, basta hacer la prueba acercando otro del cual si sabemos cual es y como sabemos, si la repele, es de igal signo, de lo contrario, si le atrae, es de signo contrario.

La ley de Gauss establece la relación entre el campo electrico en todos los puntos de la superficie y la carga total encerrada dentro de la superficie.

Para medir el flujo es midiendo las líneas que pasan por un cuerpo, pero si solo pasan por los lados no hay flujo.

Para medir el flujo electrico se hace una analogía entre los vectores de campo eléctrico y los vectores de velocidad en un fluido en moviemiento.

Las cargas que están afuera de la superficie no proporcionan un flujo eléctrico neto a tavés de la superficie.

El flujo eléctrico neto es directamente proporcional a la cantidad de carga neta encerrada dento de la superficie; pero por lo demás es independiente de la carga cerrada.

Tambien, el profesor nos dijo que el vector que nos interesa es el que hay entre la normal y el campo eléctrico.

Flujo máximo: cuando está en 0°