El campo magnético de un átomo, digamos H (un electrón que gira alrededor de un protón) se compone de dos contribuciones separadas: un momento magnético orbital y un momento magnético giratorio. Obtenemos momentos magnéticos debido a la inducción electromagnética asociada con cada tipo de movimiento de electrones. El electrón que gira alrededor del protón con un cierto momento angular está relacionado con el momento magnético orbital asociado (y, sí, lo modelamos como un bucle de alambre con corriente expresada en términos de la velocidad orbital). Esto se puede calcular utilizando la mecánica elemental. El momento magnético de espín es un poco más complicado porque es causado por el espín intrínseco del electrón, que es un fenómeno cuántico; por lo tanto, este momento magnético de giro solo se puede calcular utilizando la mecánica cuántica. Al final, obtenemos un cierto momento magnético neto asociado con este movimiento del electrón en un átomo. Es importante notar que este átomo actúa como un dipolo magnético (recuerde, hasta ahora, ¡los monopolos magnéticos no existen!).
Si tomamos un imán a granel como podría tener en su refrigerador, estaría compuesto de átomos. Cada átomo funciona como un dipolo magnético, pero debido a las estructuras atómicas internas, los átomos en realidad se alinean en dominios magnéticos separados, cada uno con un momento magnético neto (causando que yo agregue individualmente esos momentos dipolares atómicos). En un imán común (ferromagnet), todos estos dominios apuntan en la misma dirección y permanecen de esa manera, creando un dipolo magnético a granel permanente.
Entonces, en cierto modo, no hay diferencia entre el campo magnético de un átomo y el de un imán porque uno es simplemente la suma del otro, formando ambos dipolos magnéticos. Por supuesto, aquí vemos que no hay nada tan fundamental sobre la fuerza magnética. En realidad, la fuerza magnética es un efecto relativista causado por el movimiento de una partícula cargada, haciendo que la electricidad (es decir, la carga) sea la propiedad subyacente en el trabajo aquí. La inducción electromagnética es realmente un atajo para comprender la fuerza magnética sin preocuparse por la mecánica relativista. Si descubriéramos monopolos magnéticos (es decir, carga “magnética”), esto reescribiría mucho de lo que sabemos sobre electromagnetismo porque no podríamos etiquetar todas las fuerzas magnéticas como subproductos de la carga eléctrica en movimiento.
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