Ímãs

Desde a Antiguidade, os gregos já conheciam o fato de certas pedras tinham a capacidade de atrair pequenos objetos metálicos; sabe-se hoje que tais pedras constituem os chamados ímãs naturais e são compostas por um minério chamado de magnetita.
Todavia, os chineses já conheciam o fato de certos materiais terem a estranha propriedade de apontarem sempre para o pólo norte, o que os levou a descoberta da bússola, que nada mais é do que um pequeno ímã.
Um ímã apresenta duas regiões bem distintas, próxima as quais as ações magnéticas são mais intensas. Jogando-se um pouco de pó de ferro (limalha) nas proximidades de um ímã, verifica-se uma concentração nas extremidades dele. Essas regiões são denominadas de pólos do ímã e as extremidades de pólo norte e pólo sul (essas extremidades sempre apontam para os pólos norte e sul, respectivamente, do nosso planeta).
É fato conhecido que os pólos de mesmo nome se repelem, enquanto que os de pólos de nomes contrários se atraem.
Se dividirmos um ímã ao meio teremos outros dois ímãs com as mesmas características que o anterior, de modo que nunca se consegue separar os pólos de um ímã.

Campo magnético de um ímã

Colocando dois ímãs próximos um do outro verifica-se que, pelo menos, um deles ficará sujeito a uma força que ou atrairá um para o outro, ou repelirá um do outro; tal movimento no(s) ímã(s) é causado por uma força de origem magnética, assim dizemos que o ímã cria no espaço que o cerca um campo magnético.
Na figura abaixo, temos uma representação do campo magnético produzido por um ímã na forma de barra; o campo magnético (B) será mais intenso nas regiões de maior concentração das linha de indução, o que nesse caso, ocorre nas proximidades dos pólos do ímã.
As linhas de indução de um campo magnético, gerado por um ímã, nascem no pólo norte e morrem no pólo sul.

Por que o ímã atrai o ferro?

Nos átomos, os elétrons e o núcleo encontram-se sempre em um movimento de rotação chamado spin. Se eles giram em sentidos diferentes, um movimento compensa o outro e não há magnetismo. É o que acontece na maioria dos materiais. Nos ímãs, porém, ambos giram na mesma direção e é isso que causa um campo magnético intenso. O ferro tem a mesma tendência de os átomos mais próximos uns dos outros girarem no mesmo sentido, criando também minúsculos campos magnéticos. Se ele estiver próximo de um ímã, os movimentos de rotação desses átomos passam a se direcionar no sentido do ímã (devido ao campo magnético deste) - e, dessa forma, o ferro é atraído. O mais curioso é que, se o campo magnético do ímã for bastante intenso, a orientação dos átomos do ferro permanecerá ordenada mesmo depois que o ímã for retirado. Assim, o próprio ferro passa a ter um campo magnético capaz de atrair outros objetos ferrosos. Normalmente, os campos magnéticos do ferro se ordenam em pequenas regiões. Quando próximos de um ímã, todos eles se direcionam no mesmo sentido.