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Física · 术语表

什么是 Momento magnético？

Definição 28.13 Física universitária — 1.º ano · 第 28 章 — Magnetostática: campo, forças e dipolos

Uma espira plana de área SS que conduz II, orientada pela regra da mão direita (a normal n→\vect n segundo o polegar quando os dedos seguem II), tem momento magnético m→=IS n→\vect m = IS\,\vect n (A m2\mathrm{A}\,\mathrm{m}^{2}); para NN espiras, NIS n→NIS\,\vect n. Vista de distâncias r≫Sr \gg \sqrt S, a espira é um dipolo magnético: o seu campo tem exatamente a forma do campo do dipolo elétrico com 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} .

Um ímã em barra, um átomo, a Terra são dipolos magnéticos: o momento da Terra vale 8×1022 A m28 \times 10^{22}\,\mathrm{A}\,\mathrm{m}^{2}, e o de um elétron, 9.3×10−24 A m29.3 \times 10^{-24}\,\mathrm{A}\,\mathrm{m}^{2} (o magnéton de Bohr).

À esquerda: uma espira de corrente num campo uniforme, vista ao longo do seu eixo de rotação — as forças de Laplace sobre os dois lados formam um binário que alinha o momento com o campo. À direita: as linhas de campo de um ímã em barra são as de um dipolo magnético, de forma idêntica às do dipolo elétrico, saindo da face norte e voltando à sul.
À esquerda: uma espira de corrente num campo uniforme, vista ao longo do seu eixo de rotação — as forças de Laplace sobre os dois lados formam um binário que alinha o momento com o campo. À direita: as linhas de campo de um ímã em barra são as de um dipolo magnético, de forma idêntica às do dipolo elétrico, saindo da face norte e voltando à sul.

示例

Exemplo 28.15 (A bússola e a Terra)

Uma agulha de bússola é um pequeno ímã, de momento m∼0.1 A m2m \sim 0.1\,\mathrm{A}\,\mathrm{m}^{2}; na componente horizontal do campo da Terra, Bh≈2×10−5 TB_h \approx 2 \times 10^{-5}\,\mathrm{T}, o torque mBhsin⁡θmB_h\sin\theta a vira para o norte, e ela oscila em torno do norte com período 2πJ/mBh∼1 s2\pi\sqrt{J/mB_h} \sim 1\,\mathrm{s} (Exercício 28.9). O dipolo da própria Terra, 8×1022 A m28 \times 10^{22}\,\mathrm{A}\,\mathrm{m}^{2}, equivale a uma corrente de alguns bilhões de ampères circulando no núcleo de ferro líquido; o campo que ele faz na superfície é o mais fraco do capítulo e foi o primeiro que alguém usou.

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