Mostrar que é possível criar um ímã. Em outras palavras, é possível magnetizar permanentemente determinados materiais.

Determinados materiais apresentam propriedades magnéticas. Por propriedade magnética se entende a capacidade que um objeto tem de atrair outros objetos. Na interação entre dois objetos feitos de materiais magnéticos há também a possibilidade de repulsão entre eles. Os materiais que naturalmente apresentam propriedades magnéticas são chamados de ímãs. Convém notar que esses fenômenos de atração e repulsão podem também ser observados em materiais não magnéticos. Por exemplo, entre dois objetos carregados elétricamente. Porém, mesmo que carregados elétricamente, materiais não magnéticos não interagem com materiais magnéticos.
Em geral, propriedades elétricas ou magnéticas estão associadas a classes de materiais diferentes.
Uma outra forma de distinguir o tipo de fenômeno é conhecendo-se um dos materiais envolvidos. Sabemos que um ímã natural possui propriedades magnéticas: então todos os materiais que ele atrair ou repelir também terão propriedades magnéticas.
As propriedades básicas observadas em materiais magnéticos são explicadas pela existência de dois polos diferentes no material. A esses polos se dão os nomes de polo norte e sul. Polos de mesmo tipo se repelem e polos de tipos opostos se atraem. A esta configuração de dois polos dá-se o nome de "dipolo magnético". O dipolo magnético é a grandeza que determina quão forte é o ímã e sua orientação espacial pode ser represenada por uma flecha que aponta do polo sul para o polo norte.
As propriendades magnéticas dos materiais tem sua origem nos átomos, pois quase todos os átomos são dipolos magnéticos naturais e podem ser considerados como pequenos ímãs, com polos norte e sul. Isto é algo que decorre de uma somatória de dipolos magnéticos naturais dos elementos básicos da matéria (o "spin") com o movimento orbital dos elétrons ao redor do núcleo (pois este movimento cria um dipolo magnético próprio).
Para cada material, a interação entre seus átomos constituíntes determina como os dipolos magnéticos dos átomos estarão alinhados. Sabe-se que dois dipolos próximos e de igual intensidade anulam seus efeitos se estiverem alinhados anti-paralelamente; somam seus efeitos se estiverem alinhados paralelamente.

Assim, teremos os seguintes casos:
• Se os dipolos, sob qualquer condição, permanecerem desalinhados, apontando em direções aleatórias, há um cancelamento geral dos efeitos dos dipolos e o material não apresenta nenhuma propriedade magnética macroscopicamente observável (material não-magnético).
• No caso dos dipolos estarem todos alinhados, temos um material chamado ferromagnético permanente (ímã natural).
• Se os dipolos somente se alinharem na presença de um outro ímã, temos três casos:
• material ferromagnético: o ímã externo, ao atrair um dos polos de cada um dos átomos do material ferromagnético, termina por alinhar todos os dipolos magnéticos deste. Com todos os seus dipolos magnéticos alinhados, o ferromagnético, para todos os efeitos comporta-se como um ímã natural. O resultado final é que o material ferromagnético é atraído pelo ímã natural. O ferro, o níquel e o cobalto são alguns exemplos de materiais ferromagnéticos.
• material paramagnético: o alinhamento é similar ao caso ferromagnético, porém de intensidade aproximadamente 1000 vezes menor. Por isso também não é de fácil observação. O resultado final é que o material paramagnético é muito fracamente atraído pelo ímã natural. O vidro, o alumínio e a platina são alguns exemplos de materiais paramagnéticos.
• material diamagnético: além de causas diferentes, macroscopicamente é o caso oposto do paramagnético. O resultado final é que o material diamagnético é muito fracamente repelido pelo ímã natural. No fundo, todo material é diamagnético; só que na maioria dos casos o ferromagnetismo (permanente ou não) ou o paramagnetismo são mais fortes que o diamagnetismo. A água, a prata, o ouro, o chumbo e o quartzo são alguns exemplos de materiais diamagnéticos.
Convém ressaltar que o alinhamento nunca é total, nem em número de dipolos e nem na direção de cada um deles; trata-se de médias.
De acordo com um dos primeiros pesquisadores do magnetismo, Michael Faraday, o campo magnético é a região do espaço na qual se realiza a interação magnética entre dois objetos que apresentam propriedades magnéticas. E as linhas de campo são as linhas imaginárias que mapeiam o sentido deste campo em torno dos objetos. Ou seja, elas indicam a direção da atração ou repulsão magnética num ponto do espaço sob a influência de objetos magnetizados. As linhas de campo apontam do polo norte para o polo sul.

A atração ou repulsão entre dois objetos magnetizados é intermediado pela ação do campo magnético. Por outro lado, pode não haver atração ou repulsão entre dois objetos magnetizados, mesmo havendo entre eles campo magnético. Isto ocorre porque o campo magnético de um ímã enfraquece conforme aumenta a distância a ele. Então, dependendo da distância que separam os ímãs, o campo magnético não é forte o suficiente para, por exemplo, vencer o atrito que existe entre cada ímã e a superfície de uma mesa sobre a qual eles estejam colocados.

Começaremos por relembrar um pequeno trecho do contexto, onde diz que: "... os dipolos de materiais ferromagnéticos se alinham na presença de um outro ímã. O ímã externo, ao atrair um dos polos de cada um dos átomos do material ferromagnético, termina por alinhar todos os dipolos magnéticos deste. Com todos os seus dipolos magnéticos alinhados, o material ferromagnético, para todos os efeitos comporta-se como um ímã natural. ...".
Aproveitando-se desta propriedade dos materiais ferromagnéticos, podemos forçar que os dipolos magnéticos do material ferromagnético uma vez alinhados, não retornem mais à sua orientação original. Fazendo assim com que este material permaneça por um longo período se comportando como um ímã.
Para isso, tomemos um material ferromagnético (um alfinete, por exemplo) e um ímã natural. Passamos o alfinte sobre a superfície do ímã natural diversas vezes, sempre na mesma direção e no mesmo sentido. Percebe-se que depois algumas passadas o alfinete começa a apresentar uma propriedade magnética, atraíndo e/ou repelindo a agulha de uma bússola ou pequenos objetos metálicos. Dizemos que o alfinete ficou magnetizado.
Percebe-se também, que quanto maior for o número de passadas, mais intenso se torna esse magnetismo.  Isso ocorre porque o campo magnético do ímã natural alinha os dipolos magnéticos do alfinete. Devido a fatores estruturais do material ferromagnético, alguns dipolos ficam presos nesta orientação e não conseguem voltar à orientação original. A cada passada, mais e mais dipolos se prendem nesta orientação. Então o resultado depois de muitas passadas é que um grande número de dipolos do alfinete ficaram presos, todos com a mesma orientação. A somatória dos campos magnéticos desses dipolos darão ao alfinete uma propriedade magnética razoavelmente forte ao ponto dele conseguir atrair e/ou repelir outros materiais.
Com base nas mesmas idéias, podemos fazer o contrário. Ou seja, é possível desalinhar os dipolos magnéticos de materiais magnetizados. Os dipolos precisam de energia para conseguir se libertar da orientação em que ficaram presos durante o processo de magnetização. Isso acontece quanto se aquece um material magnetizado, por exemplo. A energia térmica aumenta a agitação dos átomos fazendo com que os dipolos fiquem livres. Quando o material resfria, os dipolos acabam presos novamente, só que agora em direções completamente aleatórias, destruindo assim a magnetização do material.
Outra forma de energia que pode destruir uma magnetização é a energia de um choque. Por exemplo: dar uma martelada no alfinete, ou lançá-lo contra o chão. Com o choque, os átomos se deslocam um pouco de sua posição inicial. Novamente, a consequência dessa mudança de posição é que os dipolos acabam presos em orientações diferentes da anterior, destruindo a magnetização do material.

Montagem

• Passa-se várias vezes o alfinete sobre o ímã natural, sempre na direção do seu comprimento e no mesmo sentido. Sugestão (acompanhe na figura abaixo): coloque o alfinete paralelamente à lateral do ímã de um alto-falante; passe o alfinete contra a lateral do ímã, no sentido das setas (quadro 1), até ele se afastar um pouco do ímã (quadro 2); volte o alfinete para a posição inicial fazendo um pequeno movimento circular para que ele não toque no ímã (quadro 3). Repita este procedimento várias vezes.
• Para saber se o alfinete já está bem imantado, aproxime-o de algum objeto metálico ou de uma bússola e verifique se há atração ou repulsão.

• Em geral, o aquecimento ou a anergia de um choque, não são suficientes para destruir totalmente o magnetismo de um alfinete que foi bem magnetizado. Apenas o enfraquece.

WGQ/FCL