¿Qué es la ley de Curie?
La ley de Curie, que debe su nombre al físico Pierre Curie, describe cómo reacciona un material paramagnético ante un campo magnético aplicado. Establece que la magnetización (\(M\)) de un paramagneto es directamente proporcional al campo magnético aplicado (\(B\)) e inversamente proporcional a la temperatura absoluta (\(T\)). Dicho de otro modo: al calentar un material, su magnetización disminuye, y al aumentar el campo, su magnetización crece. La ley se cumple con buena precisión en las sustancias paramagnéticas a temperaturas altas o campos magnéticos débiles.
Cómo usar esta calculadora
Introduce tres valores: la constante de Curie C (una propiedad específica de cada material), el campo magnético B en teslas y la temperatura absoluta T en kelvin. La calculadora devuelve la magnetización M. Asegúrate de expresar la temperatura en kelvin (\(K = °C + 273{,}15\)) y de que sea mayor que cero, ya que dividir entre una temperatura nula no está definido.
La fórmula explicada
La relación es simplemente $$M = \frac{\text{C} \cdot \text{B (T)}}{\text{T (K)}}$$ La constante de Curie C recoge la densidad y el momento magnético de los átomos del material. Multiplicar por el campo B favorece la alineación de los dipolos magnéticos, mientras que dividir entre la temperatura T tiene en cuenta la agitación térmica que desordena esos dipolos. Esa competencia entre el orden inducido por el campo y el desorden provocado por el calor es lo que origina la dependencia inversa con la temperatura.
Ejemplo resuelto
Supongamos una muestra paramagnética con una constante de Curie \(C = 1\ \text{K}\cdot\text{A/(m}\cdot\text{T)}\), situada en un campo de \(B = 0{,}5\ \text{T}\) y mantenida a \(T = 300\ \text{K}\). Entonces $$M = \frac{1 \times 0{,}5}{300} = 0{,}0016667\ \text{A/m}$$ Si enfriáramos la muestra hasta 150 K, la magnetización se duplicaría hasta unos 0,0033333 A/m.
Preguntas frecuentes
¿La ley de Curie sirve para todos los materiales? No. Solo se aplica a los materiales paramagnéticos. Los ferromagnéticos siguen en cambio la ley de Curie-Weiss y tienen una temperatura de Curie crítica.
¿Por qué la temperatura debe expresarse en kelvin? La ley de Curie utiliza la temperatura absoluta, así que los valores deben medirse desde el cero absoluto. Usar grados Celsius da resultados erróneos.
¿Qué ocurre cuando sube la temperatura? La magnetización disminuye, porque el movimiento térmico altera cada vez más la alineación de los dipolos magnéticos.
