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Domini di Weiss

Che cosa sono i domini di Weiss?

Gli elettroni che si muovono intorno ai nuclei dei materiali magnetici possono essere paragonati a delle microscopiche spire percorse da corrente, dotate di polo nord e sud dette dipoli magnetici. Per cui ogni atomo che compone la materia è associabile ad un proprio dipolo magnetico.

Quando un dipolo magnetico è immerso in un campo magnetico esterno esso si orienta come le linee di forza del campo stesso. Esistono tre diverse categorie di materiali magnetici a seconda di come si comportano i dipoli magnetici in presenza di un campo esterno.

Nei materiali ferromagnetici (come il Ferro, il Cobalto ed il Nichel) gli atomi in particolare possiedono già di loro un dipolo magnetico proprio, anche in assenza di un campo magnetico esterno, e sono organizzati su piccole regioni dette domini di Weiss in cui la direzione della magnetizzazione è uniforme.

Dunque pur essendo complessivamente orientati in maniera casuale e quindi risultare complessivamente non magnetizzati, i dipoli nei materiali ferromagnetici presentano una struttura più ordinata a livello microscopico per cui basta anche un campo magnetico poco intenso per far sì che tutti i dipoli magnetici si orientino nello stesso modo col risultato che queste sostante sono fortemente attratte dai campi magnetici esterni.

Il campo magnetico complessivo risulta allora molto amplificato rispetto all’intensità del campo esterno.

I domini di Weiss

I momenti magnetici degli atomi all’interno di un materiale ferromagnetico non magnetizzato sono disposti in celle dette Domini di Weiss. Ogni dominio è costituito da miliardi di atomi del materiale ferromagnetico, si parla di un ordine di grandezza tra i 1017 e i 1021 atomi, in un volume di circa 10-2 mm3. I domini  hanno tutti lo stesso momento magnetico cioè i dipoli magnetici sono tutti orientati nella stessa direzione e nello stesso verso.

Domini di Weiss

Domini di Weiss.

Complessivamente però il materiale non presenta una magnetizzazione globale in quanto i microcampi magnetici generati da ogni dominio essendo casualmente orientati in ogni direzione dello spazio si elidono tra di loro. Il campo magnetico del materiale dunque risulta in media uguale a zero.

Se si applica un campo magnetico esterno al materiale ferromagnetico succede che i domini si allineano lungo la direzione del campo magnetico esterno generando la magnetizzazione del materiale  fino a farlo arrivare a saturazione, cioè a quel valore limite al di là del quale pur aumentando l’intensità del campo magnetico esterno l’amplificazione di esso rimane costante.

Saturazione di un materiale ferromagnetico

Saturazione di un materiale ferromagnetico.

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