Teoría del magnetísmo

El electrón tiene carga negativa, la cual produce un campo de fuerza que esta dirigido desde todas partes hacia el electrón. Por potra parte, una carga en movimiento crea un campo magnético. Por lo tanto, debido a su rotación orbital, el electrón tiene un campo magnético, que e extiende en círculos concéntricos a su alrededor. Las líneas de fuerza electrostáticas y magnéticas son perpendiculares entre sí y combinadas constituyen el campo electromagnético.

 Todos los materiales contienen electrones, pero no todos tienen propiedades magnéticas, porque en los átomos, los electrones orbitales que tiene un spin opuesto tienden a formar parejas, de modo que sus campos magnéticos se oponen, anulándose mutuamente. Esto no significa que los elementos que tengan un numero impar de electrones sean magnéticos, ya que al combinarse para formar moléculas se disponen de la manera más apropiada para tener en total 8 electrones de valencia, y al haberlo, en la mayor parte de los materiales, los spines de los electrones orbitales anulan los campos. Sin embargo, en el hierro, el níquel y el cobalto, este proceso no se realiza de una manera tan ordenada. Cuando los átomos de dichos metales se combinan , se convierte en iones y comparten sus electrones de valencia de tal modo que muchas de las órbitas de los electrones no se anulan, si no que se suman. Esto produce en el metal regiones llamadas dominios magnéticos, o moléculas magnéticas. Estas moléculas se comportan  como si fueran pequeños imanes. 

a. Los espines opuestos de esta pareja de electrón es anulan sus efectos magnéticos.b. En una molécula magnética, los espines de los electrones que forman la pareja no son opuestos y las molécula tiene propiedades magnéticas.

 Aunque el hierro, el níquel y el cobalto son los únicos materiales naturalmente magnéticos, existen procesos controlados de fabricación para obtener compuestos con buenas propiedades magnéticas. Puesto que los materiales magnéticos contienen moléculas magnéticas, podría pensarse que siempre se comportan como imanes, lo cual es falso, ya que sus moléculas se encuentran dispersas y orientadas al azar, de manera que sus campos magnéticos se anulan mutuamente. En este caso, se dice que los metales se encuentran desmagnetizados. 

a. Moléculas de un metal no magnetizado.b. Moléculas en un metal magnetizado.

Si todas las moléculas estuvieran dispuestas en la misma dirección, los campos de fuerza se sumarían y entonces se consideraría que el metal está magnetizado. Si absolutamente todas las  moléculas quedasen alineadas, se tendría un campo magnético intenso, pero si sólo se alinean algunas moléculas, el campo magnético será débil. Por lo tanto, un material magnético se puede magnetizar parcialmente. Esto último es lo que le da origen al magnetismo temporal de los materiales magnéticos. 

                                    Ref. Fundamentos de Física - Autor: Carlos Cárdenas Guerra.