Articulo Tipo Ingenieria

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ENSENANZA

REVISTA MEXICANA DE F´
ISICA E 52 (2) 111–115

DICIEMBRE 2006

Medici´ n de la susceptibilidad magn´ tica de sustancias
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l´quidas en el laboratorio de f´sica
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M. Sosa, T. C´ rdova, J.J. Bernal, G. Caldera∗ , M.E. Cano∗ , G. Carrillo∗ , F. C´ rdoba∗ , E.G. Delgado∗ ,
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M.G. Espinosa∗ , P.C. Garc´a∗ , E. Hern´ ndez∗ , J.C. Hern´ ndez∗ , I. P´ rez∗ , M. Reyes∗ ,J.A. Ruiz∗ , and C. Wiechers∗
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Instituto de F´sica, Universidad de Guanajuato,
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Loma del Bosque 103, Lomas del Campestre, 37150 Le´ n, Gto., M´ xico.
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Recibido el 4 de octubre de 2004; aceptado el 21 de noviembre de 2005
En este trabajo se reportan mediciones de la susceptibilidad magn´ tica del agua desionizada. Se obtiene un experimento simple basado
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en la interacci´ nde un im´ n con la sustancia, medida a trav´ s de una balanza anal´tica. Se utiliza un im´ n permanente de NdFeB, el
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cual tiene momento magn´ tico m =0.58 ± 0.04 A·m2 . Se obtiene un valor promedio para la susceptibilidad del agua desionizada de
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χ (-6.8 ± 0.4) × 10−4 (SI), usando un modelo te´ rico para la interacci´ n entre un dipolo y un medio cil´ndrico. Se demuestra adem´s que
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un modelo de un medio semi-infinito no es una buena descripci´ n de la geometr´a experimental empleada. Este es un experimento f´ cil de
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implementar en el laboratorio de f´sica b´ sica para la determinaci´ n de susceptibilidades magn´ ticas de sustancias l´quidas.
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Descriptores: Susceptibilidad magn´ tica; sustancias diamagn´ ticas.
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Measurementsof the magnetic susceptibility of the non-ionized water are reported. A simple experiment based on the interaction of a
magnet with the substance, measured by an analytical balance, was employed. A NdFeB permanent magnet, which has a magnetic moment
m =0.58 ± 0.04 A·m2 was used. A mean value for the bulk susceptibility of the non-ionized water of χ (-6.8 ± 0.4) × 10−4 (SI) was
obtained, byusing a theoretical model for the interaction between a dipole and a cylindrical sample. It is also demonstrated that a semiinfinite model is not a good description of the used experimental geometry. This is an experiment easy to be implemented into the basic
physics laboratory, for the determination of magnetic susceptibilities of liquid substances.
Keywords: Magnetic susceptibility; diamagnetic.substances.
PACS: 01.50P; 06.30Lz; 75.01A

1.

Introducci´ n
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Es bien conocido que toda sustancia, al ser colocada en un
campo magn´ tico externo, experimenta una magnetizaci´ n.
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La susceptibilidad magn´ tica χ es una de las propiedades ine
herentes de la materia y nos permite describir la forma y grado de magnetizaci´ n de cualquier sustancia al ser colocada
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en un campomagn´ tico. Seg´ n que la sustancia adquiera una
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magnetizaci´ n en el mismo sentido, o en sentido contrario al
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campo externo, decimos que la sustancia es paramagn´ tica o
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diamagn´ tica, respectivamente.
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Por otro lado, la determinaci´ n de χ es un procedimieno
to experimental que requiere cuidado, debido a la magnitud
de los valores de χ para la mayor´a de las sustancias. El vaılor de χ para sustancias paramagn´ ticas y diamagn´ ticas es
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|χ|
1, t´picamente χ ≈10−6 (SI), para la mayor´a de estas
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sustancias. Del mismo modo, es importante enfatizar que a
pesar de χ ser una variable adimensional, su valor depende
del sistema de unidades.
Varios procedimientos existen para determinar la susceptibilidad magn´ tica. White [1] ha reportado la medici´ n de
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oχ de componentes paramagn´ ticos y de la bacteria magnee
tost´ tica Escherichia Coli, usando un p´ ndulo de photogate.
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Ardelean et al. [2] estudiaron la susceptibilidad de diferentes
tipos de vidrios conteniendo iones de hierro, por medio de
una balanza tipo Faraday.
Por otro lado, Davis [3,4] propuso el uso de un peque˜ o
n
im´ n permanente para magnetizar una muestra y posteriora...