Domini di Weiss

Christopher Kent Mineman - Didattica in rete

Domini di Weiss

Una carica (corrente) elettrica in movimento da’origine a un campo magnetico.

L' atomo nel modello semi classico può essere visto come un nucleo attorno al quale si muovono elettroni. Gli elettroni si possono trovare solo su sottolivelli associabili a valori ben precisa dell' energia totale dagli stessi posseduta e dipendente dai quattro numeri quantici n (numero quantico principale) , L(numero quantico angolare) , m (numero quantico magnetico) , s (spin). Per la legge di esclusione di Pauli non possono coesistere sullo stesso sottolivello due elettroni con gli stessi quattro numeri quantici.

Ogni elettrone può essere visto come una corrente elettrica di intensità I= v/(2πr0 ) dove
v è la velocità con cui si muove attorno al nucleo e r0 il raggio medio della "orbita circolare" (ipotesi approssimativa semiclassica).

L' elettrone può pertanto essere visto causa dell'insorgere di un campo magnetico analogo a quello prodotto sa una spira percorsa da corrente la cui massima intensità è quella rilevata al centro della circonferenza e diretto perpendicolarmente al piano su cui giace la traiettoria circolare con B=μ0/2 I/r0 .

Se sullo stesso sottolivello consideriamo due elettroni questi avendo spin opposti genereranno campi magnetici con versi opposti e pertanto l'intensità risultante sarà zero.

Il campo magnetico atomico risultante sarà diverso da zero solo se l' atomo avrà elettroni non accoppiati sul livello di valenza.

Se prendiamo in considerazione l'insieme di miliardi di atomi, per motivi puramente termodinamici, pur essendo ogni atomo sede di un campo magnetico diverso da zero, il campo magnetico risultante sarà sempre uguale a zero.

Questo non accade però per il ferro che ha sei elettroni sul livello 3d e due elettroni sul livello 4s.

Con questa disposizione gli elettroni tenderanno nei 5 sottolivelli 3d ad avere lo spin parallelo (spesso il sesto elettrone viene spostato sul livello 4p).

In queste condizioni ogni atomo produce un campo magnetico sufficientemente intenso, tale da influenzare gli atomi limitrofi generando un campo magnetico macroscopico. Chiameremo dominio di Weiss ognuno di questi campi macroscopici.

Se si studia il campo magnetico esistente all'interno di un pezzo di ferro si osserva quanto sotto riportato.

Il Ferro dal punto di vista magnetico è sede di una moltitudine di campi magnetici diversi ma il campo risultante è sempre uguale a 0.