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Diamagnetismo
¿Qué es el diamagnetismo?
El diamagnetismo, junto con el paramagnetismo y el ferromagnetismo, describe diversas propiedades magnéticas de la materia. Según la definición de diamagnetismo, un material paramagnético sólo se atrae muy débilmente. Esto se debe principalmente a la naturaleza de los átomos y a la posición de los electrones en determinados materiales.
¿Cómo se reconocen las sustancias diamagnéticas?
Los materiales diamagnéticos se reconocen fácilmente mediante una breve prueba. En cuanto un material no se pega a un imán, se considera no magnético. Si además es ligeramente repelido por un imán, se considera diamagnético. En términos sencillos, el diamagnetismo significa que los imanes elementales del material están dirigidos en dirección opuesta al campo externo, es decir, al imán. Por tanto, sin un campo magnético externo, estas sustancias no son magnéticas.
Propiedades de los materiales diamagnéticos
El diamagnetismo se caracterizó por el descubrimiento de Michael Faraday de que todos los elementos de la naturaleza reaccionan ante determinados campos magnéticos. Los elementos diamagnéticos debilitan un campo magnético. Esto ocurre proporcionalmente y se define mediante el principio de medida de la permeabilidad relativa μ_r. Indica el factor por el cual la densidad de flujo magnético del material respectivo aumenta o disminuye por sus propiedades. En el caso de los imanes de diamante, siempre es inferior a 1. La susceptibilidad de las sustancias varía en función de las propiedades del material. Depende de:
- Temperatura del material
- Estado de agregación
- Sistema cristalino
- Dirección de la red cristalina respectiva
Además, los materiales diamagnéticos que se combinan con materiales paramagnéticos, por ejemplo, pueden hacer que todo el objeto se vuelva diamagnético. Esto depende de la composición y la dirección de los electrones en el material, el llamado espín electrónico. En este punto hay que señalar que todo material reacciona inicialmente de forma diamagnética. En cuanto se coloca en un campo magnético externo H_0, se produce la llamada inducción de las corrientes circulares I con momentos magnéticos m. Éstas se oponen directamente al campo externo. Esta propiedad también se conoce como regla de Lenz:
Esto significa que el diamante tiene una susceptibilidad magnética X ligeramente negativ.
Superconductores: imanes de diamante flotantes
Los llamados superconductores se consideran imanes de diamante absolutos. La fuerza de repulsión de estos elementos es especialmente fuerte. Desplazan completamente la densidad de flujo magnético en su interior. Como resultado, estos materiales pueden incluso flotar sobre imanes. Sin embargo, para ello se necesita un campo magnético especialmente fuerte, de más de 15 Tesla, en el laboratorio. El diamagnetismo se utiliza a menudo en simulaciones de ingravidez absoluta bajo la influencia del campo gravitatorio terrestre.