Fisica3 (Eletromagnetismo)

338 CAPÍTULO 32
fica que, antes da aplicação de B 0
, 1
, o número de elétrons que giram em um sentido é
igual ao número de elétrons que giram no sentido oposto, de modo que o morneruo
dipolar magnético total do átomo é zero.
Vamos agora aplicar aos átomos do material o campo magnético não uniforme
B 0
, 1
da Fig. 32-12a, que está orientado para cima e é divergente (as linhas de campo
magnético divergem). Podemos fazer um campo desse tipo aumentar gradualmente
aproximando o material do polo norte de um eletroímã ou de um ímã permaneme..
De acordo com a lei de Faraday e a lei de Lenz, enquanto o módulo de B 0
" está aumentando,
um campo elétrico é induzido nas órbitas eletrônicas. Vamos ver de qu"
forma esse campo elétrico afeta os elétrons das Figs. 32-12b e 32-12d.
Na Fig. 32-12b, o elétron que está girando no sentido anti-horário é acelerado
pelo campo elétrico induzido; assim, enquanto o campo magnético Bex, está aumentando,
a velocidade do elétron aumenta. Isso significa que a corrente i associada à
espira e o momento dipolar magnético fl criado pela corrente, orientado para baixo.
também aumentam.
Na Fig. 32-l 2d, o elétron que está girando no sentido horário é freado pelo campo
elétrico induzido. Assim, a velocidade do elétron, a corrente e o momento dipolar
magnético fl criado pela corrente, orientado para cima, diminuem. Isso significa que.
ao aplicar o campo Bew criamos um momento dipolar magnético orientado para baixo.
O mesmo aconteceria se o campo magnético fosse uniforme.
A não uniformidade do campo Be,, também afeta o átomo. Como a corrente i da
Fig. 32-12b aumenta com o tempo, as forças magnéticas dF da Fig. 32-12c aumentam
e, portanto, a força para cima para a que a espira está submetida também aumenta.
Como a corrente ida Fig. 32-12d diminui com o tempo, as forças magnéticas dF da
Fig. 32-12e diminuem e, portanto, a força para baixo a que a espira está submetida
também diminui. Assim, aplicando um campo não uniforme Be,,, fazemos com que o
átomo seja submetido a uma força total diferente de zero; além disso, a força aponta
para longe da região em que o campo magnético é mais intenso.
Raciocinamos com órbitas eletrônicas fictícias (espiras percorridas por corrente).
mas chegamos a uma conclusão que é válida para todos os materiais diamagnéticos:
quando um campo magnético como o da Fig. 32-12 é aplicado, o material passa a
apresentar um momento dipolar magnético dirigido para baixo e experimenta uma
força dirigida para cima. Quando o campo é removido, tanto o momento dipolar como
a força desaparecem. O campo externo não precisa ser como o da Fig. 32-12; os mesmos
argumentos se aplicam a outras orientações de Be,,· A conclusão é a seguinte:
Figura 32-13 Uma rã sendo levitada
pelo campo magnético produzido
por um solenoide vertical colocado
abaixo do animal. (A rã não está sendo
submetida a nenhum desconforto;
a sensação é a mesma de flutuar na
água, algo que as rãs apreciam muito.)
(Cortesia de A.K. Gein, High Field
Magnet Laboratory, University of
. ijmegen, Holanda)
Todo material diamagnético submetido a um campo magnético externo Be,, apresenta
um momento dipolar magnético orientado no sentido oposto ao de Bext· Se o campo B 0
,,
é não uniforme, o material diamagnético é repelido da região onde o campo magnético
é mais intenso para a região onde o campo magnético é menos intenso.
A rã da Fig. 32-13 é diamagnética, como todos os animais. Quando a rã foi colocada
em um campo magnético divergente perto da extremidade superior de um solenoide
vertical percorrido por corrente, todos os átomos da rã foram repelidos para cima, para
longe da região de campo magnético associada à extremidade do solenoide. A rã foi
empurrada para uma região de campo magnético mais fraco, na qual a força magnética
era apenas suficiente para equilibrar o seu peso, e ficou suspensa no ar. O experimento
já foi repetido com seres humanos, usando campos magnéticos mais intensos. ~
- TESTE 5
A figura mostra duas esferas diamagnéticas colocadas nas proximidades do polo sul de um ímã o js Nj
em forma de barra. (a) As forças magnéticas a que as esferas estão submetidas tendem a apro­
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ximá-las ou afastá-las do ímã? (b) Os momentos dipolares magnéticos das esferas apontam na direção do ímã ou na direção oposta?
( ) A esfera 1 está submetida a uma força magnética maior, menor ou igual à força a que está submetida a esfera 2?