{"id":1820,"date":"-0001-11-30T00:00:00","date_gmt":"-0001-11-29T23:10:04","guid":{"rendered":""},"modified":"-0001-11-30T00:00:00","modified_gmt":"-0001-11-29T22:00:00","slug":"1820","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/1820\/","title":{"rendered":"a) Cosa si pu\u00f2 dire sull’affermazione “il campo magnetico non esiste poich\u00e9 \u00e8 solo una correzione quantistica di quello elettrico”? \r\nb) Come pu\u00f2 essere spiegata l’origine dei campi magnetici molecolari come orientazione spontanea dei momenti magnetici atomici nei domini di Weiss ? \r\nQuali sono le relazioni che la legano con le forze di scambio di Heisenberg ed il Principio di esclusione di Pauli? La differenza tra ferromagnetismo, ferrimagnetismo ed antiferromagnetismo \u00e8 individuabile in detta teoria?"},"content":{"rendered":"

a)<\/b> E\u2019 la prima volta che leggo questa affermazione e l\u2019ho interpretata
\nnel seguente modo:\u00a0
\n
\u00a0 <\/p>\n

In natura non \u00e8 mai stata riscontrata la presenza di monopoli
\nmagnetici (a differenza dei monopoli elettrici) e il campo magnetico \u00e8
\ngenerato sempre da cariche elettriche in movimento. Le equazioni di Maxwell,
\nin effetti, legano strettamente il campo magnetico con quello elettrico:
\n\u00e8 infatti sufficiente conoscere uno dei due campi ed il verso di
\npropagazione delle onde elettromagnetiche\u00a0 per trovare l\u2019altro campo.
\nNel caso che le cariche magnetiche si possano presentare (ma deve ancora
\nessere verificato sperimentalmente) sotto forma di monopoli, si dovrebbe
\ncorreggere una delle equazioni di Maxwell, ed in questo caso il campo magnetico
\nacquisirebbe una sorta di indipendenza dal campo elettrico.\u00a0
\n<\/p>\n

\u00a0<\/p>\n

b)<\/b> In fisica si assiste, in molti occasioni, alla cosidetta \u201crottura
\ndelle simmetrie<\/i>\u201d:\u00a0<\/p>\n

rientrano sotto questa dicitura tutti quei casi in cui la materia perde
\nil suo stato naturale per assumerne qualcuno speciale (superconduttivit\u00e0,
\nonde di densit\u00e0 di carica, onde di spin, ferromagnetismo<\/i> etc).
\nIn natura, spesso, non si osservano questi fenomeni a causa della temperatura
\nambiente che li inibisce (il ferromagnetismo si osserva pi\u00f9 frequentemente
\ndegli altri fenomeni perch\u00e9 pu\u00f2 sparire a temperature molto
\npi\u00f9 alte che quella ambientale, per alcuni materiali). La comparsa
\ndi tali fenomeni, ove la temperatura li consente, \u00e8 dovuta a delle
\ninterazioni microscopiche tra atomi. Nel caso del ferromagnetismo \u00e8
\ndovuta all\u2019interazione di Heisenberg tra gli spin nucleari: \u00e8 infatti
\nnoto che allo spin \u00e8 associato un campo magnetico locale, e la presenza
\ndi campi magnetici vicini genera un\u2019accoppiamento esprimibile con la formula:\u00a0\n<\/p>\n

\"formula\"<\/center><\/p>\n
\nDove J<\/font> \u00e8 l\u2019intensit\u00e0 dell\u2019interazione
\ned Si\u00a0 Sj<\/font> sono gli spin nel sito i-esimo
\ne j-esimo degli atomi tra loro primi vicini nel reticolo.
\nH\u2019<\/font> indica che questo \u00e8 un termine aggiuntivo nell\u2019hamiltoniana
\n(in verit\u00e0 andrebbe moltiplicato per un fattore dipendente dalla
\ntemperatura, ma si pu\u00f2 supporre di essere gi\u00e0 nelle condizioni
\nnelle quali compare il ferromagnetismo). Il principio di Pauli, in questa
\ninterazione, ha il solo ruolo di quantizzare il risultato del prodotto
\nscalare (cio\u00e8 di avere come risultato solo un numero limitato di
\ncasi di interazione), ma, fisicamente, non \u00e8 il responsabile della
\ncomparsa del ferromagnetismo, altrimenti tutta la materia sarebbe ferromagnetica
\ndato che il principio di Pauli vale sempre.\u00a0
\n
\u00a0<\/p>\n<\/div>\n

Il perch\u00e9 alcuni materiali presentino struttura magnetica (ferromagnetismo,ferrimagnetismo
\no antiferromagnetismo) ed altri no, risiede nella struttura cristallina
\ndel materiale: per spiegare ci\u00f2, non \u00e8 neanche necessario
\nusare l\u2019interazione di Heisenberg ma \u00e8\u00a0 sufficiente un\u00a0
\nragionamento di\u00a0 elettromagnetismo\u00a0 classico.
\n
Per un corpo spontaneamente magnetizzato (ferromagnetico), il momento
\nmagnetico macroscopico M<\/font> \u00e8 una grandezza
\nvettoriale che, per rotazioni e riflessioni, si comporta come vettore assiale
\n(cio\u00e8 resta invariante per queste operazioni di simmetria, mentre
\ni vettori polari cambiano di verso) e per l\u2019operazione di parit\u00e0
\nP<\/font> (x,y,z\u00a0\"freccina\"
\n-x,-y,-z) cambia di segno. Il cristallo avr\u00e0 magnetizzazione spontanea
\nse, in esso, esiste almeno una direzione tale che il vettore M<\/font>
\nin essa, con le propriet\u00e0 sopra indicate, resti invariante per tutte
\nle trasformazioni della classe cristallina magnetica\u00a0 considerata.
\nPer la comparsa del ferrimagnetismo e dell\u2019antiferromagnetismo varranno,
\nper M<\/font>, diverse regole di simmetria La comparsa
\ndel ferromagnetismo, ferrimagnetismo ed antiferromagnetismo \u00e8 quindi
\nlimitata a diverse classi di reticoli (diverse simmetrie).\u00a0<\/p>\n

Per spiegare le differenze tra ferromagnetismo, ferrimagnetismo ed antiferromagnetismo,
\nassociamo ad ogni atomo nel cristallo del materiale considerato un momento
\nmagnetico\u00a0\"mu\": l\u2019insieme
\ndi atomi nel reticolo cristallino che godono di valori\u00a0\"mu\"
\nuguali si chiama sottoreticolo magnetico. Un antiferromegnete ha almeno
\ndue sottoreticoli con valori\u00a0\"mu\"
\ntra loro antiparalleli (per esempio un piano con tutti gli atomi con spin
\nsu ed il piano adiacente con tutti spin gi\u00f9) e uguali in grandezza.\u00a0<\/p>\n

Considerando che per un atomo i-esimo:\u00a0\n<\/p>\n

\"\"\/<\/center>
\ndove g<\/font> \u00e8 il fattore giromagnetico del
\nnucleo ed mb<\/font><\/font> \u00e8
\nil magnetone di Bohr.\u00a0
\n
Si pu\u00f2 trovare il momento magnetico totale M<\/font>
\n:\u00a0
\n
\"\"\/\u00a0\u00a0\u00a0 dove la
\nsomma \u00e8 estesa a tutti gli atomi in una cella unitaria<\/center>
\nDisposizione schematica semplificata dei momenti\u00a0\"mu\"
\nvisti in un antiferromagnete:\u00a0
\n
\"\"\/<\/center><\/p>\n
\nAnche i ferromagneti possono avere pi\u00f9 sottoreticoli. In senso stretto
\nsi intendono ferromagneti\u00a0 i corpi in cui tutti i momenti magnetici
\nmedi sono tra loro paralleli quindi M=0<\/font>\u00a0<\/p>\n<\/div>\n

Disposizione schematica semplificata dei momenti\u00a0\"mu\"
\nvisti in un ferromagnete:\u00a0\n<\/p>\n

\"\"\/ o anche\u00a0\"\"\/<\/center><\/p>\n
\nSe, invece, un cristallo ha due o pi\u00f9 sottoreticoli con momenti
\natomici non coincidenti per direzione esso si chiama ferrimagnetico: a
\ndifferenza degli antiferromagneti, il momento magnetico totale M<\/font>
\ndei momenti magnetici dei sottoreticoli \u00e8 diversa da 0.\u00a0<\/p>\n<\/div>\n

Disposizione schematica semplificata dei momenti\u00a0\"mu\"
\nvisti in un ferrimagnete:\u00a0
\n
\u00a0<\/p>\n\n\n\n
\"\"\/<\/td>\n\n
disposizione\u00a0 dei\u00a0 momenti nel\u00a0
\nFeO-Fe2<\/sub>O3<\/sub> : i due atomi di ferro con valenza +3\u00a0
\nsono\u00a0 fra\u00a0 loro antiparalleli ed il momento magnetico \u00e8
\ndeterminato dall\u2019atomo di ferro con valenza +2 (che ha, infatti, momento
\nmagnetico pi\u00f9 basso rispetto agli altri)\u00a0
\n<\/div>\n

\u00a0
\n
\u00a0<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

\n\u00a0
\nIl motivo per il quale un materiale diventa ferromagnetico,ferrimagnetico
\no antiferromagnetico dipende dal termine energetico di Heisemberg scritto
\nin precedenza e dal suo contributo in energia nei vari materiali: infatti,
\na seconda degli elementi che compongono il materiale e dalla simmetria
\ndel reticolo il termine di Heisemberg pu\u00f2 favorire, a seconda della
\nsimmetria del reticolo cristallino, la comparsa di una delle tre disposizioni
\ndei momenti\u00a0\"mu\" sopra
\nesposte (ovviamente saranno possibili anche disposizioni pi\u00f9 complicate,
\nma il criterio per differenziare le tre categorie ferromagnetiche rimane
\nlo stesso di quello illustrato).\u00a0 <\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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