Susceptibilidade magnética

Na presença de uma excitação magnética ${\displaystyle {\vec {H}}}$, os vários momentos magnéticos eletrônicos ou nucleares - ou seja, o dipolos atômicos - vão dividir-se em diferentes orientações segundo os níveis de energia que lhe sejam mais convenientes. A forma como a matéria responde à estimulação magnética depende entretanto não apenas do comportamento individual destes dipolos magnéticos frente ao estímulo externo mas também de como estes relacionam-se entre si e de como esta relação é afetada pelo campo estimulante. A resposta ao estímulo é expressa na forma de uma magnetização ${\displaystyle {\vec {M}}}$ do material, e há materiais que respondem de forma a opor-se fracamente à presença do estímulo em seu interior e há os que respondem fracamente a favor do estímulo, ambos fazendo-no de forma geralmente proporcional ao estímulo. Os primeiros são classificados como materiais diamagnéticos e os últimos constituem o grupo dos materiais paramagnéticos. Há ainda os materiais que respondem de forma intensa ao campo estimulante - os ferromagnéticos - e os que não respondem - os antiferromagnéticos.

Em materiais paramagnéticos e diamagnéticos sob ação de um campo estimulante não muito intenso a magnetização é proporcional à estimulação magnética aplicada, sendo por esta estimulação, qualquer que seja o valor do estímulo, sustentada: quando remove-se o campo estimulante, a magnetização destes materiais desaparece.

O coeficiente de proporcionalidade, designada por ${\displaystyle \chi _{m}}$, define a susceptibilidade magnética do meio ou do material considerado.

${\displaystyle {\vec {M}}=\chi _{m}\cdot {\vec {H}}}$ [Ref. 1] [Ref. 2] [Ref. 3]

sendo:

• ${\displaystyle {\vec {M}}}$ a magnetização induzida, mensurada em ampere por metro (A/m);

• ${\displaystyle {\vec {H}}}$ a estimulação magnética, também em ampere por metro (A/m); e

• ${\displaystyle \chi _{m}}$ a susceptibilidade magnética (adimensional) do material.

Com base no sinal da susceptibilidade pode-se afirmar que:

• quando ${\displaystyle \chi _{m}}$ é positivo, tem-se o caso de um material paramagnético;
• quando ${\displaystyle \chi _{m}}$ é negativo, tem-se o caso de um material diamagnético.

Existe uma relação entre a susceptibilidade magnética e a permeabilidade magnética do meio, esta última a constante de proporcionalidade que relaciona o campo magnético total ${\displaystyle {\vec {B}}}$ resultante tanto do estímulo quanto da magnetização induzida com o campo estimulante ${\displaystyle {\vec {H}}}$. Sendo ${\displaystyle \mu _{r}}$ permeabilidade relativa do material:

${\displaystyle \mu _{r}=\chi _{m}+1}$ [Ref. 1] [Ref. 2] [Ref. 3].

A tabela abaixo [Ref. 2] apresenta alguns valores da susceptibilidade magnética para materiais tanto paramagnéticos como diamagnéticos:

Susceptibilidade magnética de alguns materiais

Diamagnéticos	${\displaystyle \chi _{m}}$	Paramagnéticos	${\displaystyle \chi _{m}}$
Bismuto	-1,6 × 10-4	Oxigênio	+1,9x10-6
Ouro	-3,4×10-5	Sódio	+8,5x10-6
Mercúrio	-2,8x10-5	Titânio	+1,8x10-4
Prata	-2,4x10-5	Alumínio	+2,1x10-5
Cobre	-9,7x10-6	Tungstênio	+7,8x10-5
Água	-9,0×10-6	Platina	+2,4x10-4
Dióxido de carbono	-1,2x10-8	Oxigênio (líquido)	+3,9x10-3
Hidrogênio	-2,2x10-9	Gadolínio	+4,8x10-1

De acordo com a equação constitutiva da matéria utilizada no sistema S.I., a magnetização M e a excitação magnética H têm a mesma unidade. A susceptibilidade magnética, que não é mais do que uma relação entre essas duas grandezas, não tem unidades (grandeza adimensional).

• Magnetismo
• Campo magnético
• Permeabilidade magnética
• Susceptibilidade elétrica
• Paramagnetismo
• Diamagnetismo
• Ferromagnetismo
• Antiferromagnetismo
• Ferrimagnetismo
• Paleomagnetismo
• Equações de Maxwell

• (em francês) Medição da susceptibilidade magnética pela Universidade de Ottawa