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Momento de dipolo magnético

1820
Laboratory setup for studying magnetic dipole moment in electromagnetism.

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

O momento magnético de um ímã é uma grandeza vetorial que caracteriza suas propriedades magnéticas gerais. Ele pode ser visualizado como um dipolo magnético, um par hipotético de polos norte e sul separados por uma distância. O momento aponta do polo sul para o polo norte. Para uma espira de corrente, o momento magnético [latex]vec{mu} = I vec{A}[/latex], onde I é a corrente e A é o vetor área.

O momento de dipolo magnético é a grandeza fundamental que descreve uma fonte magnética. Na física clássica, ele surge de correntes elétricas. Ampère hipotetizou que todo o magnetismo se deve a laços de corrente microscópicos, conhecidos como "correntes ampèrianas", dentro dos materiais. Este modelo explica por que quebrar um campo magnético é um processo magnético. ímã Ao dividir um ímã ao meio, criam-se dois novos ímãs, cada um com seu próprio polo norte e sul, em vez de isolar os polos. O vetor momento magnético [latex]vec{mu}[/latex] é crucial para calcular o torque [latex]vec{tau} = vec{mu} times vec{B}[/latex] experimentado por um ímã em um campo magnético externo [latex]vec{B}[/latex], e a energia potencial [latex]U = -vec{mu} cdot vec{B}[/latex].

Em mecânica quântica, o momento magnético é uma propriedade intrínseca de partículas elementares, como elétrons, devido ao seu spin. Esse momento magnético de spin intrínseco é um efeito puramente quântico e não se deve a qualquer rotação física ou circuito de corrente. O momento magnético total de um átomo é a soma vetorial dos momentos magnéticos orbitais (dos elétrons que orbitam o núcleo) e dos momentos magnéticos de spin intrínsecos de seus elétrons e núcleo. Na maioria dos materiais, esses momentos estão orientados aleatoriamente e se cancelam. No entanto, em materiais magnéticos, um número significativo desses momentos pode se alinhar, criando um momento magnético macroscópico resultante e, portanto, um campo magnético.

UNESCO Nomenclature: 2212
Eletromagnetismo

Tipo

Sistema abstrato

Interrupção

Fundamentais

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • descoberta da bússola magnética
  • observação de atração e repulsão entre magnetitas
  • A descoberta de øersted da conexão entre eletricidade e magnetismo
  • lei da força de Ampère

Aplicações

  • magnetic resonance imaging (mri)
  • aceleradores de partículas
  • armazenamento de dados (discos rígidos)
  • motores e geradores elétricos
  • bússolas

Patentes:

NA

Ideias de Inovação Potencial

  • spin-based quantum computing (spintronics)
  • ultra-sensitive magnetometers for interfaces cérebro-computador
  • targeted drug delivery using magnetic nanoparticles
  • self-aligning modular robotics
  • magnetic levitation systems for friction-less transport
  • non-invasive cellular manipulation using localized magnetic fields
  • energy harvesting from ambient magnetic field fluctuations
  • advanced magnetic shielding for sensitive electronics
  • data encryption using magnetic spin states
  • magnetically-actuated micro-valves for lab-on-a-chip devices
Relacionado a: momento magnético, dipolo, correntes ampèrianas, torque, energia potencial, spin quântico, vetor, magnetismo, eletromagnetismo, física.

Contexto histórico

Momento de dipolo magnético

1811
1816-11-16
1820
1820
1821
1822
1827
1810
1816
1816-11-16
1820
1820
1822
1824
1827

(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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