Diamagnetismo del Agua

Los materiales reaccionan de diferentes maneras cuando se les aplica un campo magnético. Esta reacción se mide a través de la susceptibilidad magnética, la cual nos dice que tanto se magnetiza un material cuando se le aplica un campo magnético. Dependiendo de esto, los materiales se clasifican en:

Diamagnéticos: Son los que muestran una susceptibilidad negativa, por lo que son ligeramente repelidos por un campo magnético. 

Paramagnéticos: Tienen una susceptibilidad magnética positiva y pequeña. Son ligeramente atraídos por un campo magnético.

Ferromagnéticos: Tienen una susceptibilidad magnética positiva y grande, por lo que son fuertemente atraídos por un campo magnético. Además retienen la magnetización aun después de que se elimina el campo aplicado.

Prácticamente todos los materiales muestran cierto grado de diamagnetismo, pero si el material también es paramagnético o ferromagnético, la contribución diamagnética, por ser tan pequeña, pasa desapercibida. Aquellos materiales que son predominantemente diamagnéticos incluyen el bismuto, el carbón pirolitico, entre otros (ver tabla)

Material	χv (× 10−5)
Superconductor	−105
Carbón pirolitico	−40.9
Bismuto	−16.6
Mercurio	−2.9
Plata	−2.6
Carbón (diamante)	−2.1
Plomo	−1.8
Carbón (grafito)	−1.6
Cobre	−1.0
Agua	−0.91

Debido a la repulsión que sienten los materiales diamagnéticos, se pueden presentar curiosos fenómenos, como la imagen que muestra un pez levitando en un campo magnetico.

 

A continuación presentamos un video mostrando las propiedades diamgnéticas del agua en un sencillo experimento casero:

Frenado Magnético

El frenado magnético es un efecto que se presenta al mover un imán o electroimán cerca de un metal no conductor, tal como aluminio o cobre. El resultado es que el movimiento del imán se ve frenado. Esto se aprovecha, por ejemplo, para frenar a las montañas rusas al final de su trayectoria. Vamos a estudiar como se explica este fenómeno segun las leyes del electromagnetismo.

Comencemos por la ley de inducción de Faraday. Como vemos en la figura, si un conductor se mueve dentro de un campo magnético, se induce en el una fem (fuerza electromotriz) o voltaje. La dirección del movimiento, del campo y de la fem, siguen la regla de la mano derecha, como se muestra.

Por ejemplo, si el conductor se mueve en sentido contrario al mostrado, la fem tendrá polaridad inversa, al igual que si invertimos la dirección del campo.

En particular, observemos que si el conductor se mantiene fijo, pero lo que se mueve es el imán (en la dirección de la flecha), la polaridad de la fem será inversa a la mostrada, ya que sería una situación equivalente a que el conductor se moviera en sentido contrario.

Si vemos la imagen de la derecha, un imán (en verde) produce el campo magnético B, que se mueve a la derecha con velocidad v, se induce una fem y por tanto una corriente I en la placa conductora de abajo. Esta corriente forma dos circuitos cerrados que a su vez generan su propio campo magnético. 

Debido a la ley de Lenz, la dirección de este campo será tal que, en el circuito de la derecha, repelerá al imán, y en el circuito de la derecha, lo atraerá, de modo que el efecto total es frenar el avance del imán reduciendo su velocidad.

A continuación mostramos un video ilustrando este concepto.