Questão de Física — Magnetismo — CESPE / CEBRASPE 2022

Propriedades magnéticas da matéria

Gabarito: letra D. Um material paramagnético, ao ser submetido a um campo magnético externo não uniforme, é atraído da região de campo menos intenso para a região de campo mais intenso. Isso ocorre porque seus momentos dipolares magnéticos atômicos se alinham parcialmente com o campo externo, criando um momento magnético resultante que interage com o gradiente do campo, puxando o material para onde o campo é mais forte.

A questão cobra o comportamento dos diferentes tipos de materiais magnéticos (diamagnéticos, paramagnéticos e ferromagnéticos) quando submetidos a um campo magnético externo. A distinção fundamental entre eles está na resposta dos momentos dipolares magnéticos atômicos ao campo aplicado:

• Diamagnéticos: os átomos não possuem momento magnético permanente. Ao aplicar um campo externo, induz-se um momento magnético oposto ao campo (lei de Lenz), resultando em uma força repulsiva fraca. O material é repelido da região de campo mais intenso.

• Paramagnéticos: os átomos possuem momentos magnéticos permanentes, mas estão orientados aleatoriamente. O campo externo tende a alinhá-los parcialmente no mesmo sentido do campo, criando uma magnetização resultante no mesmo sentido. Em um campo não uniforme, o material é atraído para a região de campo mais intenso.

• Ferromagnéticos: possuem domínios magnéticos que se alinham fortemente com o campo externo, podendo manter a magnetização mesmo após a remoção do campo (histerese).

A pegadinha da banca está em inverter as propriedades dos materiais, especialmente confundindo o comportamento dos diamagnéticos com o dos paramagnéticos, e atribuindo ao ferromagnetismo um comportamento que é do paramagnetismo.

Alternativa A — ❌ Incorreta

Afirma que a estrutura magnética mais simples conhecida são os monopolos magnéticos. Isso é falso: monopolos magnéticos (partículas com apenas um polo magnético, norte ou sul) são entidades teóricas que nunca foram observadas experimentalmente. A estrutura magnética mais simples é o dipolo magnético, que sempre possui dois polos (norte e sul) inseparáveis. A alternativa confunde um conceito teórico especulativo com uma estrutura real.

Alternativa B — ❌ Incorreta

Afirma que um material diamagnético, sob campo externo, terá momento dipolar magnético orientado no sentido do campo aplicado. Isso é o oposto do comportamento real: o momento dipolar induzido em um material diamagnético é orientado contra o campo externo. A alternativa inverte o sentido da magnetização induzida, confundindo o comportamento diamagnético com o paramagnético.

Alternativa C — ❌ Incorreta

Afirma que um material paramagnético torna-se diamagnético abaixo da temperatura de Curie. Isso é falso: a temperatura de Curie é a temperatura abaixo da qual um material ferromagnético se torna paramagnético (perde a magnetização espontânea). A alternativa troca os comportamentos: o paramagnetismo não se transforma em diamagnetismo, e a temperatura de Curie não se aplica à transição paramagnético-diamagnético.

Alternativa D — ✅ Correta ⟵ GABARITO

Afirma que um material paramagnético, sob campo externo não uniforme, é atraído da região de campo menos intenso para a região de campo mais intenso. Isso está correto: os momentos dipolares atômicos se alinham parcialmente com o campo, criando um momento magnético resultante no mesmo sentido do campo. Em um campo não uniforme, a energia potencial magnética é menor onde o campo é mais intenso, então o material é puxado para essa região. Este é o princípio por trás da levitação magnética de materiais paramagnéticos em campos intensos.

Alternativa E — ❌ Incorreta

Afirma que um campo externo pode alinhar parcialmente os momentos dipolares de um material ferromagnético, criando um campo resultante no mesmo sentido do campo externo, que desaparecerá quando o campo for removido. A primeira parte está correta, mas a segunda é falsa: materiais ferromagnéticos retêm magnetização após a remoção do campo externo (histerese magnética). A alternativa descreve o comportamento de um material paramagnético, não ferromagnético.

Gabarito: letra D