MAGNETISMOHistoria. Los fenómenos magnéticos fueron conocidos por los

antiguos mexicas. Se dice que por primera vez se

observaron en la ciudad de Magnesia del Meandro en Asia

Menor, de ahí el término magnetismo. Sabían que ciertas

piedras atraían el hierro, y que los trocitos de hierro

atraídos atraían a su vez a otros. Estas se denominaron

imanes naturales.

E L C I E N T Í F I C O S H E N K U A E S C R I B I Ó S O B R E L A B R Ú J U L A D E A G U J A M A G N É T I C A Y M E J O R Ó L A P R E C I S I Ó N E N L A N A V E G A C I Ó N E M P L E A N D O E L C O N C E P T O A S T R O N Ó M I C O D E L N O R T E A B S O L U T O . H A C I A E L S I G L O X I I L O S C H I N O S Y A H A B Í A N D E S A R R O L L A D O L A T É C N I C A L O S U F I C I E N T E C O M O P A R A U T I L I Z A R L A B R Ú J U L A P A R A M E J O R A R L A N A V E G A C I Ó N .

El primer filósofo que estudió el fenómeno del magnetismo fue Tales de Mileto, filósofo

griego que vivió entre 625 a. C. y 545 a. C.1 En China, la primera referencia a este

fenómeno se encuentra en un manuscrito del siglo IV a. C. titulado Libro del amo del valle

del diablo: «La magnetita atrae al hierro hacia sí o es atraída por éste».2 La primera

mención sobre la atracción de una aguja aparece en un trabajo realizado entre los años 20

y 100 de nuestra era: «La magnetita atrae a la aguja».

A L E X A N D E R N E C K H A M F U E E L P R I M E R E U R O P E O E N C O N S E G U I R D E S A R R O L L A R E S T A T É C N I C A E N 1 1 8 7 .

E L C O N O C I M I E N T O D E L M A G N E T I S M O S E M A N T U V O L I M I T A D O A L O S I M A N E S , H A S T A Q U E E N 1 8 2 0 , H A N S C H R I S T I A N Ø R S T E D , P R O F E S O R D E

L A U N I V E R S I D A D D E C O P E N H A G U E , D E S C U B R I Ó Q U E U N H I L O C O N D U C T O R S O B R E E L Q U E C I R C U L A B A U N A C O R R I E N T E E J E R C Í A U N A

P E R T U R B A C I Ó N M A G N É T I C A A S U A L R E D E D O R , Q U E L L E G A B A A P O D E R M O V E R U N A A G U J A M A G N É T I C A S I T U A D A E N E S E E N T O R N O . 3 M U C H O S O T R O S E X P E R I M E N T O S S I G U I E R O N C O N A N D R É - M A R I E A M P È R E , C A R L F R I E D R I C H G A U S S , M I C H A E L F A R A D A Y Y O T R O S Q U E E N C O N T R A R O N

V Í N C U L O S E N T R E E L M A G N E T I S M O Y L A E L E C T R I C I D A D . J A M E S C L E R K M A X W E L L S I N T E T I Z Ó Y E X P L I C Ó E S T A S O B S E R V A C I O N E S E N S U S

E C U A C I O N E S D E M A X W E L L . U N I F I C Ó E L M A G N E T I S M O Y L A E L E C T R I C I D A D E N U N S O L O C A M P O , E L E L E C T R O M A G N E T I S M O . E N

1 9 0 5 , E I N S T E I N U S Ó E S T A S L E Y E S P A R A C O M P R O B A R S U T E O R Í A D E L A R E L A T I V I D A D E S P E C I A L , 4 E N E L P R O C E S O M O S T R Ó Q U E L A

E L E C T R I C I D A D Y E L M A G N E T I S M O E S T A B A N F U N D A M E N T A L M E N T E V I N C U L A D A S .

LA FÍSICA DEL MAGNETISMO

El fenómeno del magnetismo es ejercido por un campo magnético, por ejemplo, una corriente

eléctrica o un dipolo magnético crea un campo magnético, éste al girar imparte una fuerza

magnética a otras partículas que están en el campo.

Para una aproximación excelente las ecuaciones de Maxwell describen el origen y el

comportamiento de los campos que gobiernan esas fuerzas. Por lo tanto el magnetismo se

observa siempre que partículas cargadas eléctricamente están en movimiento. Estas también

aparecen de un dipolo magnético intrínseco que aparece de los efectos cuánticos, p.e. del

spin de la mecánica cuántica.

DIPOLOS MAGNÉTICOS Se puede ver una muy común fuente de campo magnético en la naturaleza, un dipolo.

Éste tiene un "polo sur" y un "polo norte", sus nombres se deben a que antes se usaban los

magnetos como brújulas, que interactuaban con el campo magnético terrestre para indicar el

norte y el sur del globo. Un campo magnético contiene energía y sistemas físicos que se

estabilizan con configuraciones de menor energía. Por lo tanto, cuando se encuentra en un

campo magnético, un dipolo magnético tiende a alinearse sólo con una polaridad diferente a

la del campo, lo que cancela al campo lo máximo posible y disminuye la energía recolectada

en el campo al mínimo.

U N A A L T E R N A T I V A F O R M U L A D A , E Q U I V A L E N T E , Q U E E S F Á C I L D E A P L I C A R P E R O O F R E C E U N A M E N O R

V I S I Ó N , E S Q U E U N D I P O L O M A G N É T I C O E N U N C A M P O M A G N É T I C O E X P E R I M E N T A U N M O M E N T O D E U N P A R D E F U E R Z A S Y U N A F U E R Z A Q U E P U E D A S E R E X P R E S A D A E N

T É R M I N O S D E U N C A M P O Y D E L A M A G N I T U D D E L D I P O L O

Por ejemplo, dos barras magnéticas idénticas pueden estar una a lado de otra

normalmente alineadas de norte a sur, resultando en un campo magnético más pequeño y

resiste cualquier intento de reorientar todos sus puntos en una misma dirección. 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 magneto individual

(esto es porque un magneto usado como brújula interactúa con el campo magnético).

DIPOLOS MAGNÉTICOS ATÓMICOS

La causa física del magnetismo en los cuerpos, distinto a la corriente eléctrica, es por los

dipolos atómicos magnéticos. Dipolos magnéticos o momentos magnéticos, en escala atómica,

resultan de dos tipos diferentes del movimiento de electrones. 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

- L A T E O R Í A M E C Á N I C A C U Á N T I C A A C T U A L D I C E Q U E L O S

E L E C T R O N E S N O G I R A N F Í S I C A M E N T E , N I O R B I T A N E L N Ú C L E O )

El momento magnético general de un átomo es la suma neta de todos los momentos

magnéticos de los electrones individuales. Por la tendencia de los dipolos magnéticos a oponerse

entre ellos se reduce la energía neta. En un átomo los momentos magnéticos opuestos de algunos

pares de electrones se cancelan entre ellos, ambos en un movimiento orbital y en momentos

magnéticos de espín. Así, en el caso de un átomo con orbitales electrónicos o suborbitales

electrónicos completamente llenos, el momento magnético normalmente se cancela completamente

y solo los átomos con orbitales electrónicos semillenos tienen un momento magnético. Su fuerza

depende del número de electrones impares.

L A D I F E R E N C I A E N L A C O N F I G U R A C I Ó N D E L O S E L E C T R O N E S E N V A R I O S E L E M E N T O S D E T E R M I N A L A

N A T U R A L E Z A Y M A G N I T U D D E L O S M O M E N T O S A T Ó M I C O S M A G N É T I C O S , L O Q U E A S U V E Z D E T E R M I N A L A

D I F E R E N C I A E N T R E L A S P R O P I E D A D E S M A G N É T I C A S D E V A R I O S M A T E R I A L E S . E X I S T E N M U C H A S F O R M A S D E

C O M P O R T A M I E N T O M A G N É T I C O O T I P O S D E M A G N E T I S M O : E L F E R R O M A G N E T I S M O , E L D I A M A G N E T I S M O Y E L

P A R A M A G N E T I S M O ; E S T O S E D E B E P R E C I S A M E N T E A L A S P R O P I E D A D E S M A G N É T I C A S D E L O S M A T E R I A L E S , P O R

E S O S E H A E S T I P U L A D O U N A C L A S I F I C A C I Ó N R E S P E C T I V A D E E S T O S , S E G Ú N S U C O M P O R T A M I E N T O

A N T E U N C A M P O M A G N É T I C O I N D U C I D O

CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES MAGNÉTICOS

MONOPOLOS MAGNÉTICOSPuesto que un imán de barra obtiene su ferromagnetismo de los electrones magnéticos

microscópicos distribuidos uniformemente a través del imán, cuando un imán es partido a la

mitad cada una de las piezas resultantes es un imán más pequeño. Aunque se dice que un

imán tiene un polo norte y un polo sur, estos dos polos no pueden separarse el uno del

otro. Un monopolo -si tal cosa existe- sería una nueva clase fundamentalmente diferente

de objeto magnético. Actuaría como un polo norte aislado, no atado a un polo sur, o

viceversa. Los monopolos llevarían "carga magnética" análoga a la carga eléctrica. A pesar

de búsquedas sistemáticas a partir de 1931

TIPOS DE MATERIALES MAGNÉTICOSExisten diversos tipos de comportamiento de los materiales magnéticos, siendo los principales

el ferromagnetismo, el diamagnetismo y el paramagnetismo.

En los materiales diamagnéticos, la disposición de los electrones de cada átomo es tal, que se

produce una anulación global de los efectos magnéticos. Sin embargo, si el material se

introduce en un campo inducido, la sustancia adquiere una imantación débil y en el sentido

opuesto al campo inductor.

S I S E S I T Ú A U N A B A R R A D E M A T E R I A L D I A M A G N É T I C O E N E L I N T E R I O R D E U N C A M P O M A G N É T I C O U N I F O R M E E I N T E N S O , E S T A

S E D I S P O N E T R A N S V E R S A L M E N T E R E S P E C T O D E A Q U E L .L O S M A T E R I A L E S P A R A M A G N É T I C O S N O P R E S E N T A N L A

A N U L A C I Ó N G L O B A L D E E F E C T O S M A G N É T I C O S , P O R L O Q U E C A D A Á T O M O Q U E L O S C O N S T I T U Y E A C T Ú A C O M O U N P E Q U E Ñ O I M Á N .

S I N E M B A R G O , L A O R I E N T A C I Ó N D E D I C H O S I M A N E S E S , E N G E N E R A L , A R B I T R A R I A , Y E L E F E C T O G L O B A L S E A N U L A .

A S I M I S M O , S I E L M A T E R I A L P A R A M A G N É T I C O S E S O M E T E A L A A C C I Ó N D E U N C A M P O M A G N É T I C O I N D U C T O R , E L C A M P O

M A G N É T I C O I N D U C I D O E N D I C H A S U S T A N C I A S E O R I E N T A E N E L S E N T I D O D E L C A M P O M A G N É T I C O I N D U C T O R .

E S T O H A C E Q U E U N A B A R R A D E M A T E R I A L P A R A M A G N É T I C O S U S P E N D I D A L I B R E M E N T E E N E L S E N O D E U N C A M P O I N D U C T O R S E

A L I N E E C O N E S T E ..