Magnetismo de la materia: visión elemental y tipos

Substancias que se imanan, más o menos fácilmente, es decir, que adquieren un momento magnético mediante la aplicación de un campo magnético, se denominan de un modo genérico, substancias magnéticas. Existen diversos tipos de comportamiento magnético; los caracterizados por la estructura magnética, los caracterizados frente al campo, así como por el comportamiento o variación de la imanación con la temperatura. Antes de entrar aquí en un estudio somero y elemental de los diversos tipos de magnetismo introduzcamos algunos conceptos de utilidad.

Se denomina imanación al momento magnético por unidad de volumen de un medio y se representa por \(\vec{\textbf{M }}\), estando el vector \(\vec{\textbf{M }}\) dirigido de polos negativos (Sur) a los polos positivos (Norte) en el medio.

Consideremos a \(\vec{\textbf{M }}\) homogénea con la intensidad de campo magnético, \(\vec{\textbf{H }}\), existiendo la siguiente relación general entre \(\vec{\textbf{M }}\), \(\vec{\textbf{H }}\) y la inducción magnética, \(\vec{\textbf{B}}\).

$$\vec{\textbf{B}} = \mu_{0}\left ( \vec{\textbf{H }} +\vec{\textbf{M }} \right ) \mathit{donde }\ \mu _{0}=4\pi 10^{-7} \mathit{ Hm^{-1} es \ la \ permeabilidad \ magn\acute{e}tica \ del \ vac\acute{i}o} \ \left [ 1 \right ] $$

La relación para muchas substancias entre \(\vec{\textbf{M }}\) y \(\vec{\textbf{H }}\) es
$$\vec{\textbf{M}} = \chi \vec{\textbf{H }} donde \ \chi \ es \ la \ susceptibilidad\ magn\acute{e}tica \left [ 2 \right ]$$ La susceptibilidad magnética es característica de la substancia pudiendo ser independiente o no del campo aplicado. Combinando las ecuaciones \(\left [ 1 \right ] \) y (\left [ 2 \right ] \) tenemos que: $$\vec{\textbf{B }} = \mu _{0}\left (\vec{\textbf{H }} + \chi \vec{\textbf{H }} \right )=\mu _{0}\left (1 + \chi\right ) \vec{\textbf{H }} =\mu _{0}\mu _{r} \vec{\textbf{H}} = \mu\vec{\textbf{H }} \left [ 3 \right ] , donde \ \mu \ es \ la \ permeabilidad \ magn\acute{e}tica \ del \ medio$$
Los valores de la susceptibilidad magnética pueden oscilar entre \(10^{-8} \) para magnetismo muy débil y \(10^{6} \) para magnetismo intenso; pudiendo incluso ser negativa .
Puede ocurrir también que la relación entre M y H no sea lineal, siendo la susceptibilidad magnética dependiente de H.
La susceptibilidad y la imanación son las "respuestas" del medio al campo y caracterizan a aquel, pudiendo ser explicados en función de la estructura magnética del medio ( bien sea microscópica o a nivel macroscópico).
Sin entrar en matizaciones excesivas podemos distinguir los siguientes tipos de comportamiento magnético de la materia:

• Diagmagnetismo.
• Paramagnetismo.
• Ferromagnetismo.
• Antiferromagnetismo.
• Ferrimagnetismo.
• Vidrios de spin o magnetismo desordenado.