Momentu magnéticu

Momentu magnéticu
	cantidá física, magnitud física vectorial (es) , momento (es) y magnitud aditiva (es)

En física, el momentu magnéticu d'un imán ye una cantidá que determina la fuercia que l'imán puede exercer sobre les corrientes llétriques y el par de fuercies par qu'un campu magnéticu exerz sobre elles. Un bucle de corriente llétrica, un imán de barra, un electrón, una molécula y un planeta, toos tienen momentos magnéticos. Tanto'l momentu magnéticu como'l campu magnéticu pueden ser consideraos como vectores con una magnitú y direición. La direición del momentu magnéticu apunta del polu sur al polu norte del imán. El campu magnéticu producíu por un imán ye proporcional al so momentu magnéticu.

Más precisamente, el términu momentu magnéticu refierse de normal al momentu dipolar magnéticu d'un sistema, que produz el primer términu na espansión multipolar d'un campu magnéticu polo xeneral. El dipolo que compón el campu magnéticu d'un oxetu ye simétricu al respective de la direición del so momentu dipolar magnéticu, y mengua cola inversa del cubu de la distancia del oxetu.

En presencia d'un campu magnéticu (inherentemente vectorial), el momentu magnéticu rellacionar col momentu de fuercia d'alliniación de dambos vectores nel puntu nel que s'asitia l'elementu . El campu magnéticu ye'l B, denomináu inducción magnética o densidá de fluxu magnético.

Rellaciones físiques

La rellación ye:

${\boldsymbol {\tau }}={\boldsymbol {\mu }}\times \mathbf {B}$

onde ${\boldsymbol {\tau }}$ ye'l momentu de fuercia, ${\boldsymbol {\mu }}$ ye'l momentu dipolar magnéticu, y $\mathbf {B}$ ye'l campu magnéticu. L'alliniadura del momentu dipolar magnéticu col campu crea una diferencia na enerxía potencial O:

$O=-{\boldsymbol {\mu }}\cdot \mathbf {B}$

Unu de los exemplos más simples pel momento dipolar magnéticu ye'l d'una espira conductora de la eletricidá, con intensidá I y área A, pal cual la magnitú ye:

${\boldsymbol {\mu }}=I\mathbf {A}$

Nel Sistema Internacional d'Unidaes, el momentu magnéticu midir en xulios sobre tesla (J/T). Nel ámbitu de la física atómica, nuclear y de partícules suélense emplegar el magnetón de Bohr $\mu _{B}$ y el magnetón nuclear $\mu _{N}$ .

Momentu magnéticu de espín

Los electrones y munchos nucleos atómicos tamién tienen momentos magnéticos intrínsecos, que la so esplicación rica tratamientu mecanocuántico y que se rellaciona col momentu angular de les partícules. Son estos momentos magnéticos intrínsecos los que dan llugar a efeutos macroscópicos de magnetismu, y a otros fenómenos como la resonancia magnética nuclear.

El momentu magnéticu de espín ye una propiedá intrínseca o fundamental de les partícules, como la masa o la carga llétrica. Esti momentu ta rellacionáu col fechu de que les partícules elementales tienen momentu angular intrínsecu o espín, pa partícules cargaes eso lleva inevitablemente a que se porten de manera similar a un pequeñu circuitu con cargues en movimientu. Sicasí, tamién esisten partícules neutres ensin carga llétrica como'l neutrón que sicasí tienen momentu magnéticu (de fechu el neutrón nun se considera realmente elemental sinón formáu por trés quarks cargaos).

**Momentu magnéticu $\mu$ de delles partícules elementales**
Partícula	Símbolo	Valor ^[1](J/T)	Valor (magnetones)
Protón	${\boldsymbol {\mu }}_{\rm {p}}$	$1,410606743(33)\times 10^{-26}$	$2,792847356(23)\mu _{N}$
Neutrón	${\boldsymbol {\mu }}_{\rm {n}}$	$-0,96623647(23)\times 10^{-26}$	$-1,91304272(45)\mu _{N}$
Electrón	${\boldsymbol {\mu }}_{\rm {y}}$	$-928,476430(21)\times 10^{-26}$	$-1,00115965218076(27)\mu _{B}$
Muón	${\boldsymbol {\mu }}_{\mu }$	$-4,49044807(15)\times 10^{-26}$	$-8,89059697(22)\mu _{N}$

Momentu magnéticu del electrón

El momentu (dipolar) magnéticu d'un electrón ye:

${\boldsymbol {\mu }}=-g_{s}\mu _{B}({\boldsymbol {s}}/\hbar )$

Onde : $\mu _{B}\,\!$ ye'l magnetón de Bohr, : $g_{s}\approx 2$ [la teoría clásica prediz que $g_{s}=1\,\!$ ; un gran ésitu de la ecuación de Dirac foi la predicción de que $g_{s}=2\,\!$ , que ta mui cerca del valor exactu (que ye llixeramente cimeru a dos; esta última correición deber a los efeutos cuánticos del campu electromagnético)]. $\hbar$ ye la constante de Planck racionalizada y S ye'l espín del electrón

Momentu magnéticu orbital

Ciertes disposiciones orbitales, con dexeneración triple o superior, impliquen un momentu magnéticu adicional, pol movimientu de los electrones como partícules cargaes. La situación ye análoga a la de la espira conductora presentada enriba, pero esixe un tratamientu cuánticu.

Los compuestos de los distintos metales de transición presenten bien diversos momentos magnéticos, pero ye posible atopar un intervalu típicu pa cada metal en cada estáu d'oxidación, teniendo en cuenta, poques gracies, si ye de espín altu o baxu.

**Momentos magnéticos típicos de diversos complexos metálicos, comparaos col momentu magnéticu de espín.**
Metal de transición	$\mu _{eff}$ [M.B.]	$\mu _{ye}$ [M.B.]
Vanadiu (IV)	1.7-1.8	1.73
Cromu (III)	3.8	3.87
Fierro (III) (espín alto)	5.9	5.92
Manganesu (II) (espín alto)	5.9	5.92
Fierro (II) (espín alto)	5.1-5.5	4.90
Fierro (II) (espín baxu)	0	0
Cobaltu (II) (espín alto)	4.1-5.2	3.87
Níquel (II)	2.8-3.6	2.83
Cobre (II)	1.8-2.1	1.73

Ver tamién

Referencies

↑ «CODATA values of Atomic and Nuclear Constants». The NIST Reference on Constants, Units, and Uncertainty. NIST. Consultáu'l 14 de payares de 2014.

[1] «CODATA values of Atomic and Nuclear Constants». The NIST Reference on Constants, Units, and Uncertainty. NIST. Consultáu'l 14 de payares de 2014.

[1]