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Física · পরিভাষা

Momento magnético কী?

Definición 28.13 Física universitaria — primer año · অধ্যায় 28 — Magnetostática: campo, fuerzas y dipolos

Una espira plana de área SS recorrida por II, orientada por la regla de la mano derecha (la normal n→\vect n según el pulgar cuando los dedos siguen a II), tiene el momento magnético m→=IS n→\vect m = IS\,\vect n (A m2\mathrm{A}\,\mathrm{m}^{2}); con NN espiras, NIS n→NIS\,\vect n. Vista desde distancias r≫Sr \gg \sqrt S, la espira es un dipolo magnético: su campo tiene exactamente la forma del dipolo eléctrico con p→/ε0→μ0m→\vect p/\varepsilon_0 \to \mu_0\vect m:

Br=μ04π 2mcos⁡θr3,Bθ=μ04π msin⁡θr3.B_r = \frac{\mu_0}{4\pi}\,\frac{2m\cos\theta}{r^3}, \qquad B_\theta = \frac{\mu_0}{4\pi}\,\frac{m\sin\theta}{r^3} .

Un imán recto, un átomo y la Tierra son dipolos magnéticos: el momento de la Tierra vale 8×1022 A m28 \times 10^{22}\,\mathrm{A}\,\mathrm{m}^{2} y el de un electrón 9.3×10−24 A m29.3 \times 10^{-24}\,\mathrm{A}\,\mathrm{m}^{2} (el magnetón de Bohr).

A la izquierda: una espira de corriente en un campo uniforme, vista según su eje de giro — las fuerzas de Laplace sobre los dos lados forman un par que alinea el momento con el campo. A la derecha: las líneas de campo de un imán recto son las de un dipolo magnético, idénticas en forma a las del dipolo eléctrico, que salen por la cara norte y vuelven por la sur.
A la izquierda: una espira de corriente en un campo uniforme, vista según su eje de giro — las fuerzas de Laplace sobre los dos lados forman un par que alinea el momento con el campo. A la derecha: las líneas de campo de un imán recto son las de un dipolo magnético, idénticas en forma a las del dipolo eléctrico, que salen por la cara norte y vuelven por la sur.

উদাহরণ

Ejemplo 28.15 (La brújula y la Tierra)

La aguja de una brújula es un imán pequeño, de momento m∼0.1 A m2m \sim 0.1\,\mathrm{A}\,\mathrm{m}^{2}; en la componente horizontal del campo terrestre, Bh≈2×10−5 TB_h \approx 2 \times 10^{-5}\,\mathrm{T}, el par mBhsin⁡θmB_h\sin\theta la lleva al norte, y oscila en torno al norte con periodo 2πJ/mBh∼1 s2\pi\sqrt{J/mB_h} \sim 1\,\mathrm{s} (Ejercicio 28.9). El propio dipolo terrestre, 8×1022 A m28 \times 10^{22}\,\mathrm{A}\,\mathrm{m}^{2}, equivale a una corriente de unos miles de millones de amperios circulando por el núcleo de hierro líquido; el campo que produce en la superficie es el más débil del capítulo y el primero que alguien utilizó.

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