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Imanes elementales
Para ilustrar la magnetización de materiales ferromagnéticos como el hierro, el físico alemán Wilhelm Weber diseñó un modelo explicativo especial en el siglo XIX. Este modelo bosquejó visualmente el efecto magnético con la ayuda de muchos imanes elementales pequeños (comparables a los imanes de barras pequeñas), que solo deberían generar un campo magnético medible externamente por orientación común en la misma dirección. El hecho de que ciertos átomos realmente se comporten como imanes elementales gracias a su momento dipolar magnético se descubrió mucho más tarde.
Desde la perspectiva actual, ¿qué se entiende por imán elemental?
Para la explicación de las unidades magnéticas, la física ha retenido el concepto de imanes elementales. Se realizan como átomos en una cuadrícula. Cada uno de estos átomos tiene orbitales de electrones (basados en la probabilidad de residencia de electrones en el átomo), que a su vez contienen un espín específico. Este giro es en última instancia responsable del magnetismo.
La disposición de los imanes elementales juega un papel especial en relación con el comportamiento del campo magnético. Si todos están alineados en diferentes direcciones, los campos magnéticos de los imanes elementales individuales se cancelan entre sí y el cuerpo no contiene fuerza magnética. Por otro lado, si todos los imanes elementales apuntan en una dirección común, se puede medir un campo magnético. El cuerpo es luego magnetizado. Pero, ¿cómo pueden ser influenciados los imanes elementales?
¿Cómo se alinean los imanes elementales?
Existen diferentes posibilidades de inicio que afectan a los imanes elementales. Al introducir un campo magnético externo, los imanes elementales se alinean en paralelo y luego amplifican el campo externo (Paramagnetismo). Si los imanes elementales tienen tendencias direccionales comunes, a veces se produce una alineación completa espontánea en áreas especiales, los distritos de Weißsche. Esta reacción puede ser aún más fuerte con un ferromagnet por un campo magnético externo (Interacción de intercambio). Incluso después de apagar el campo exterior, queda una remanencia que se pierde solo por calentamiento (Temperatura de Curie) o vibración. Dado que las propiedades magnéticas de la materia se deben a los imanes elementales, la operación de muchos dispositivos dentro de la investigación basada en esta visión, por ejemplo, en la tomografía por resonancia magnética.