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Ferromagnetismo e Domínios Magnéticos

1907
  • Pierre-Ernest Weiss
Ferromagnetic material analysis in solid state physics laboratory.

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

Ferromagnetism is the mechanism by which certain materials, like iron, form permanent magnets. It arises from a quantum mechanical exchange interaction that causes atomic magnetic moments to align spontaneously in regions called magnetic domains. Below the Curie temperature, these domains can be aligned by an external magnetic field, creating a strong, persistent ímã mesmo após a remoção do campo externo.

Pierre Weiss propôs o conceito de domínios magnéticos em 1907 para explicar as propriedades dos materiais ferromagnéticos. Ele teorizou que, dentro de um material ferromagnético, existem pequenas regiões, agora conhecidas como domínios de Weiss, onde os momentos magnéticos atômicos estão todos alinhados na mesma direção, resultando em uma forte magnetização local. Em um pedaço de material ferromagnético não magnetizado, os domínios estão orientados aleatoriamente, de modo que seus campos magnéticos se cancelam mutuamente e o material como um todo não possui um campo magnético resultante.

When an external magnetic field is applied, two processes can occur: the domains that are already aligned with the field can grow at the expense of their neighbors (domain wall motion), and the magnetic moments within other domains can rotate to align with the external field. When the external field is strong enough, nearly all domains become aligned, and the material is said to be saturated. For hard magnetic materials, this alignment can persist even after the external field is removed, creating a permanent ímã. This persistence is called remanence. The strength of the reverse field needed to demagnetize the material is called its coercivity.

UNESCO Nomenclature: 2211
Física do estado sólido

Tipo

Propriedade física

Interrupção

Fundamentais

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Descoberta de magnetita naturalmente magnética
  • compreensão dos momentos magnéticos atômicos
  • desenvolvimento da mecânica quântica
  • observação de histerese magnética

Aplicações

  • ímãs permanentes em motores e alto-falantes
  • Armazenamento de dados magnéticos (discos rígidos, fita magnética)
  • transformadores e indutores
  • blindagem magnética
  • sensores

Patentes:

NA

Ideias de Inovação Potencial

  • domain-wall memory (racetrack memory)
  • programmable magnetic materials with tunable domains
  • high-efficiency magnetic refrigeration systems
  • self-healing materials using magnetic domain realignment
  • ultra-low power spintronic logic devices
  • magnetic inks for secure documents and currency
  • biomedical sensors based on domain wall motion
  • advanced magnetic actuators for soft robotics
  • high-frequency inductors with engineered domain structures
  • magnetic field visualization films
Related to: ferromagnetism, magnetic domain, Weiss domain, exchange interaction, Curie temperature, permanent magnet, hysteresis, remanence, coercivity, solid-state physics.

Contexto histórico

Ferromagnetismo e Domínios Magnéticos

1900-12-14
1902
1904
1907
1909
1910
1912
1900
1902
1902
1907
1909
1910
1911-04-08
1913

(Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

10º ano aniversário

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