Enunciado
Física - Halliday - Vol 3- Ed: 4º - Capítulo 34.Exercícios e Problemas - Ex. 29
O acoplamento de troca mencionado na seção 34-8 como responsável pelo ferromagnetismo não é a interação magnética mutua entre dois dipolos magnéticos elementares. Para mostrar isto, calcule (a) o campo magnético a uma distância de 10 nm ao longo do eixo do dipolo de um átomo com momento de dipolo magnético igual a (cobalto) e (b) a energia mínima necessária para inverter um segundo dipolo idêntico neste campo. Compare com o resultado do exemplo 34-4. O que se pode concluir.
Passo 1
Fala minha galera querida!! Bora rever algumas coisas.
- O campo produzido em um ponto do eixo de um dipolo é dado pela equação que já vimos: , na qual é o momento dipolar e z é a distância a que o ponto se encontra do dipolo. Assim, temos tudo, é só substituir,
- A energia de um dipolo magnético na presença de um campo magnético é dada por
Passo 2
Em que é o ângulo entre o momento dipolar e o campo. A energia necessária para inverter o dipolo, é:
Passo 2
Para compararmos, precisamos mudar a unidade para eV, dessa forma, basta multiplicar por .
De acordo com o enunciado, a energia cinética média de translação à temperatura ambiente é 0,00017 eV, um valor muito maior que ∆U. Se as interações dipolo-dipolo fossem responsáveis pelo alinhamento dos dipolos, a agitação térmica à temperatura ambiente seria suficiente para impedir que os dipolos permanecessem alinhados.
Bora pro próximo.
Resposta
- .