Dipol magnètic

Les llínees del camp magnètic terrestre ixen del pol nort magnètic cap al pol sur.

En mecànica clàssica, un dipol magnètic —anàlec en molts aspectes al dipol elèctric— és una aproximació que es fa al camp generat per un circuit quan la distància al circuit és molt major a les dimensions del mateix. El camp magnètic terrestre també pot ser aproximat per un dipol magnètic, encara que el seu orige possiblement siga prou més complex.

En mecànica quàntica, l'espin de diferents partícules també genera un camp que s'aproxima be per un dipol magnètic. En partícules subatòmiques, com els electrons o els núcleus atòmics, açò és rellevant, respectivament, per a determinats experiments de resonància paramagnética electrònica i de resonància magnètica nuclear. En freqüència, la descripció com a dipols magnètics d'ions i molèculas paramagnéticas també és útil per a entendre el seu comportament magnètic.

Es diu interacció magnètica dipolar a l'interacció entre dos moments magnètics. En mecànica quàntica es pot donar entre moments magnètics d'espin, pero és el mateix fenomen que el que té lloc entre dos imans macroscòpics i es rig per les mateixes regles. En térmens simples, els pols oposts s'atrauen i els de el mateix signe es repelixen.

Un iman en la vida quotidiana, o en general un moment magnètic, genera llínees de camp, que ixen del seu pol positiu i acaben en el seu pol negatiu. Estes llínees indiquen la posició energèticament més favorable en la que es dispondrà un atre iman (o moment magnètic). Si pensem que el moment magnètic residix, principalment, en un àtom (metàlic), podem entendre en facilitat que s'acoplarà de forma anisótropa en els moments que li rodegen, ya siga en la mateixa molècula o en molècules veïnes. Açò és, depenent de les seues posicions relatives, dos moments magnètics s'alinearan de forma paralela, antiparalela o en una orientació intermija. L'interacció magnètica dipolar és una de les contribucions a l'anisotropía en el bescanvi magnètic. Generalment és una contribució dèbil; pero, ocasionalment, quan es tracta de moments magnètics molt grans, pot ser significativa.

Moment dipolar magnètic

Els dipols es poden caracterisar pel seu moment dipolar, una magnitut vectorial. Per eixemple, si per un circuit C circula una a corrent I, es definix el moment dipolar magnètic m com:

$\overrightarrow{m}=\frac{1}{2}I{\oint }_C\overrightarrow{r}\times d\overrightarrow{r}$

En el cas en el que el circuit siga pla, es tindrà que:

$\overrightarrow{m}=IS\hat{n}$

a on S és l'àrea de la superfície plana la vora de la qual és C.

Camp magnètic creat per un dipol

Archiu:Circuito dipolo magnético.png

Si r“<<r en este circuit, llavors es pot utilisar l'aproximació dipolar per al camp que el circuit genera en r.

Es definix el potencial magnètic dipolar generat per este circuit com:

$\overrightarrow{A}(\overrightarrow{r})=\frac{\mu \overrightarrow{m}\times (\overrightarrow{r}-{\overrightarrow{r}}^{\prime })}{4\pi {\Vert \overrightarrow{r}-{\overrightarrow{r}}^{\prime }\Vert }^3}$

a on μ és la permeabilidad magnètica mida en Henrio per metro, i el camp magnètic dipolar serà:

$\overrightarrow{B}(\overrightarrow{r})=\mathrm{\nabla }\times \overrightarrow{A}(\overrightarrow{r})=\mu \mathrm{\nabla }\times \frac{\overrightarrow{m}\times (\overrightarrow{r}-{\overrightarrow{r}}^{\prime })}{4\pi {\Vert \overrightarrow{r}-{\overrightarrow{r}}^{\prime }\Vert }^3}$

a on

B és el camp magnètic, medit en teslas

r és la distància del centre, mida en metros

m és el moment dipolar, medit en amperis-metros quadrats (A·m²), o lo que és lo mateix, juliol per tesla

o, resolent el producte vectorial,

$B(m,r,\lambda )=\frac{\mu }{4\pi }\frac{m}{r^3}\sqrt{1+3{\sin }^2\lambda },$

a on λ és la latitut magnètica, igual a 90° − θ, a on θ és la colatitud magnètica, la desviació des de l'eix dipolar.

Vore també

• Electricitat
• Hans Christian Ørsted