Física III Prof. Dr. Cláudio S. Sartori - CAPÍTULO V Campo Magnéticoe Fontes de Campo magnético 1. Introdução ao Magnetismo

(1)

1

Introdução ao Magnetismo

 A que se deve o magnetismo?

Os antigos gregos já sabiam que algumas rochas, procedentes de uma cidade da Ásia Menor chamada Magnésia, atraíam pedaços de ferro. Essas rochas eram formadas por um mineral de ferro chamado magnetita. Por extensão, diz-se dos corpos que apresentam essa propriedade que eles estão magnetizados, ou possuem propriedades magnéticas. Assim, magnetismo é a propriedade que algumas substâncias têm de atrair pedaços de ferro.

Figura 1 – Imantação por contato (a) e por influência (b). Força de atração em ímãs (c) e entre ímãs e objetos que contém ferro (d).

(a)

(b)

(c)

(d)



Os ímãs:

Ímã é um corpo formado de material magnético.

Os ímãs podem ser naturais, como a magnetita, ou artificiais, como o ferro doce (gusa) ou o aço aos quais tenham sido conferidas as propriedades atrativas da magnetita. Costumam ter a forma reta, de ferradura ou de agulha metálica (bússola). Os corpos podem ser magnetizados por diferentes métodos. Ao atritar um objeto de aço, sempre no mesmo sentido e com a mesma extremidade de um ímã, obtém-se um ímã por atrito. Se aproximarmos um ímã de uma agulha de costura, o ímã a atrairá, e a agulha, em seguida, atrairá limalhas de ferro.

Nesse caso, ela se comporta como um ímã, mesmo separada do ímã primitivo. É que a agulha foi imantada por contato.

Os ímãs artificiais são permanentes ou temporários. Ímãs de aço são permanentes: mantêm a imantação mesmo depois de haver cessado a sua causa.

Os ímãs de ferro são temporários, se desmagnetisa com o tempo.

A atração de um ímã sobre outros corpos é

máxima nas extremidades e nula em sua parte central. As

extremidades do ímã são os pólos, e o centro chamamos

de linha neutra. Cada um dos pólos _ norte (N) e sul (S) _

é distinto. A maneira mais prática de reconhecê-los é

aproximar uma bússola, cuja parte mais escura coincide

com o pólo norte: este apontará para o pólo sul do ímã,

enquanto a outra ponta da bússola, o pólo sul, se orientará

para o pólo norte do ímã. Se permitirmos que a agulha da

bússola se alinhe com o campo magnético terrestre,

veremos que a parte escura da bússola (pólo norte) se

orienta aproximadamente com o norte geográfico. Isto

porque o Pólo Norte geográfico está próximo ao pólo sul

magnético e vice-versa.

(2)

2

Figura 2 – Orientação de uma bússula no campo magnético terrestre:



Campo magnético

Chama-se campo magnético de um ímã a região do espaço onde se manifestam forças de origem magnética.Um ímã cria ao redor de si um campo magnético que é mais intenso em pontos perto do ímã e se enfraquece à medida que dele se afasta como o campo gravitacional.

Para representar graficamente um campo magnético, utilizam-se as linhas de força. Se colocarmos sobre um ímã, como o da figura a seguir, uma folha de papel com limalhas de ferro, estas se orientarão de acordo com o campo magnético. Na representação acima, por exemplo, as linhas de força são linhas imaginárias que reproduzem a forma como se alinharam as limalhas. O sentido das linhas, mostrado por uma ponta de seta, é escolhido de maneira arbitrária: saem do pólo norte e entram pelo pólo sul.



Eletromagnetismo

Os fenômenos elétricos e magnéticos possuem aspectos semelhantes. Em 1820, o físico dinamarquês Hans C. Oersted (1777-1851) demonstrou a relação existente entre eles. Aproximou uma bússola de um circuito de corrente contínua (ao que parece, acidentalmente) e observou como a agulha da bússola se desviava, colocando- se numa posição perpendicular à direção da corrente. Ao conectar os pólos do gerador ao contrário para mudar o sentido da corrente, a agulha também se desviava em sentido contrário. Dessa experiência, concluiu que: um condutor pelo qual circula uma corrente elétrica gera um campo magnético.

Determinar o sentido das linhas de campo assim formadas, utiliza-se uma regra conhecida como regra da mão direita. Colocando-se a mão direita sobre o fio

condutor, de modo que o polegar aponte no sentido da corrente convencional, os outros dedos dobrados fornecerão o sentido das linhas do campo magnético.

Figura 3 – Ilustração das linhas de campo magnético de um ímã (a) e ímã em forma de U (b).

(a)

(b)

Figura 4 – Ilustração da experiência de Öersted. Em (a) não há corrente. Em (b) e (c) as correntes causam deflexões na bússula.

Para visualizar o campo magnético gerado por um fio condutor retilíneo, a experiência é a seguinte:

atravessa-se uma cartolina com um fio condutor ligado aos

pólos de um gerador; espalham-se limalhas de ferro ao

redor do fio e elas se orientam formando círculos

concêntricos de acordo com as linhas de força. A mesma

regra da mão direita, também conhecida como regra do

saca-rolhas, é usada para determinar o sentido das linhas

de força.. Imagine um saca-rolhas avançando. Para tanto,

ele é girado num sentido. Se o sentido do avanço coincide

com o sentido da corrente elétrica, então o sentido das

(3)

3 linhas de força coincide com o sentido de giro do saca- rolhas. Disso se conclui: 1) Uma carga elétrica gera um campo elétrico; 2) Uma carga elétrica em movimento cria também um campo magnético; 3) Para expressar a existência dos dois campos, diz-se que a corrente elétrica gera um campo eletromagnético. O eletromagnetismo estuda as relações entre correntes elétricas e fenômenos magnéticos.

A fonte do campo magnético estacionário pode ser um imã permanente, um campo elétrico variando linearmente com o tempo ou uma corrente contínua. Vamos ignorar o imã permanente e deixar o campo elétrico variante no tempo para uma discussão posterior. Nossas relações atuais dizem respeito ao campo magnético produzido por um elemento diferencial de corrente contínua no espaço livre.

Podemos imaginar este elemento diferencial de corrente como uma seção diminuta de um condutor filamentar, onde um condutor filamentar é o caso limite de um condutor cilíndrico de seção reta circular com o raio tendendo a zero. Consideramos uma corrente I fluindo em um vetor de comprimento diferencial dL do filamento. A lei de Biot-Savart' afirma que, em qualquer ponto P, a magnitude da intensidade do campo magnético produzido pelo elemento diferencial é proporcional ao produto da corrente pela magnitude do comprimento diferencial e pelo seno do ângulo entre o filamento e a linha que une o filamento ao ponto P onde se deseja conhecer o campo;

ainda, a magnitude da intensidade de campo magnético é inversamente proporcional ao quadrado da distância do elemento diferencial ao ponto P.

A direção da intensidade do campo magnético é normal ao plano que contém o filamento diferencial e a linha desenhada a partir do filamento ao ponto P. Das duas normais possíveis, a escolhida deve ser aquela que está no sentido de progresso de um parafuso direito ao giramos a partir de áL através do menor ângulo até a linha do filamento a P. Usando as unidades do sistema mks, a constante de proporcionalidade é 1/4 .

A lei de Biot-Savart, descrita acima com cerca de 150 palavras, pode ser escrita concisamente usando a notação vetorial como:

3

2

4 4 ˆ

R R l Id R

a l H Id

d

^R

 

Figura 5 – Ilustração da geometria para calcular o campo devido a um elemento de corrente.

a ˆ

_R

As unidades da intensidade do campo magnético H são evidentemente ampéres por metro (A/m). A geometria está ilustrada na Figura 4. Índices podem ser usados para indicar o ponto ao qual cada uma das grandezas em (l) se refere. Se localizarmos o elemento de corrente no ponto l e descrevermos o ponto 2 como o ponto P no qual o campo deve ser determinado, então:

2 1 2 ' '

2

4 ˆ

12

R a l d H I

d

^R

 

Indução Magnética B:

Definimos o vetor indução por:

H B  

0

' 12

2 0 2

12

ˆ 4 dl a

R

dB I

R

 

Aqui,

₀

é chamado de permeabilidade magnética do vácuo.

Unidade: Tesla T

T N A m

Gauss:

1 G 10

4

T



Nikola Tesla:

Nascido em 07/10, 1856 em Smiljan, Lika (Áustria-Hungria) - janeiro em 7, 1943 em New York City, (EUA)

Treinando para uma carreira da engenharia, atendeu à universidade técnica em Graz, em Áustria, e na universidade de Praga.

Em Graz que o viu primeiramente o dynamo do grama, que se operou como um gerador e, quando invertido, se transformou um motor elétrico, e conceived uma maneira usar a corrente alterna à vantagem. Mais tarde, em Budapest, visualizou o princípio do campo magnético girando e desenvolveu plantas para um motor de indução que se transformasse sua primeira etapa para a utilização bem sucedida da corrente alterna. Em 1882 Tesla foi trabalhar em Paris para os Continental Edison Companhia, e, quando na atribuição a Strassburg em 1883, construiu, em após- trabalhe horas, seu primeiro motor de indução. Tesla sailed para América em 1884, chegando em york novo, com quatro centavos em seu bolso, em alguns de seus próprios poemas, e em cálculos para uma máquina do vôo. Encontrou primeiramente o emprego com Thomas Edison, mas os dois inventores eram distantes distantes no fundo e nos métodos, e sua separação era inevitável.

Em maio 1885, George Westinghouse, cabeça do Westinghouse Elétrico Companhia em Pittsburgh, comprou as direitas de patente ao sistema polifásico de Tesla de dynamos, de transformadores, e de motores da corrente alternada. A transação precipitated um esforço titanic do poder

2

7

0

4 4 10

A N

k

m

(4)

4

entre sistemas de Edison de corrente contínua e a aproximação da corrente alternada de Tesla-Tesla-Westinghouse, que ganhou eventualmente para fora.

Tesla estabeleceu logo seu próprio laboratório, onde sua mente inventive poderia ser dada a rédea livre. Experimentou com os shadowgraphs similares àqueles que deviam mais tarde ser usadas por Wilhelm Röntgen quando descobriu raios X em 1895. As experiências incontáveis de Tesla incluíram o trabalho em uma lâmpada da tecla do carbono, no poder do resonance elétrico, e em vários tipos de lighting.

Tesla deu exhibitions em seu laboratório em que iluminou lâmpadas sem fios permitindo que a eletricidade corra através de seu corpo, para allay medos da corrente alterna. Foi convidado frequentemente lecture no repouso e no exterior. A bobina de Tesla, que inventou em 1891, é usada extensamente hoje em jogos do rádio e de televisão e no outro equipamento eletrônico. Que ano marcado também a data do citizenship unido dos estados de Tesla.

Westinghouse usou o sistema de Tesla iluminar a exposição columbian do mundo em Chicago em 1893. Seu sucesso era um fator em ganhá-lo o contrato para instalar a primeira maquinaria do poder nas quedas de Niagara, que furam números do nome e da patente de Tesla. O projeto carregou o poder ao búfalo por 1896.

Em Tesla 1898 anunciado sua invenção de um barco teleautomatic guiado pelo controle remoto. Quando o skepticism foi exprimido, Tesla provou suas reivindicações para ele antes de uma multidão no jardim quadrado de Madison.

Em Colorado salta, Colo., onde permaneceu de maio 1899 até 1900 adiantado, Tesla feito o que considerou como sua descoberta mais importante -- ondas estacionárias terrestrial. Por esta descoberta provou que a terra poderia ser usada como um condutor e seria tão responsiva quanto uma forquilha ajustando às vibrações elétricas de alguma freqüência. Também iluminou 200 lâmpadas sem fios de uma distância de 25 milhas (40 quilômetros) e criou o relâmpago sintético, produzindo os flashes que medem 135 pés (41 medidores). Em uma vez estava certo que tinha recebido sinais de um outro planeta em seu laboratório de Colorado, uma reivindicação que fosse encontrada com com o derision em alguns jornais científicos.

Retornando a york novo em 1900, Tesla começou a construção no console longo de uma torre transmitindo do mundo wireless, com o capital

$150.000 do financeiro americano J. Pierpont Morgan. Tesla reivindicou- ele do fixou o empréstimo atribuindo 51 por cento de suas direitas de patente o telephony e o telegraphy a Morgan. Esperou fornecer uma comunicação worldwide e fornecer facilidades para emitir retratos, mensagens, avisos do tempo, e os relatórios conservados em estoque. O projeto foi abandonado por causa de um pânico financeiro, de uns problemas labour, e de uma retirada de Morgan da sustentação. Era a derrota a mais grande de Tesla.

O trabalho de Tesla deslocou então to as turbinas e os outros projetos. Por causa de uma falta dos fundos, suas idéias remanesceram em seus cadernos, que são examinados ainda por coordenadores para indícios unexploited. Em 1915 foi decepcionado severamente quando um relatório que e Edison deviam compartilhar do prêmio de Nobel provou errôneo.

Tesla era o receptor da medalha em 1917, a honra a mais elevada de Edison que o instituto americano de coordenadores elétricos poderia bestow.

Tesla permitiu-se somente alguns amigos próximos. Entre eles eram os escritores Robert Underwood Johnson, marca Twain, e Francis Marion Crawford. Era completamente pouco prático em matérias financeiras e em um excêntrico, dirigido por compulsions e por um phobia progressivo do germe. Mas teve uma maneira intuitively de detetar segredos científicos escondidos e de empregar seu talent inventive para provar suas hipóteses.

Tesla era um godsend aos repórteres que procuraram a cópia do sensational mas um problema aos editores que eram incertos como seriamente seus prophecies futuristic devem ser considerados. O criticism cáustico cumprimentou seus speculations a respeito de uma comunicação com outros planetas, suas afirmações que poderia rachar a terra como uma maçã, e sua reivindicação de ter inventado um raio da morte capaz de destruir 10.000 aviões em uma distância de 250 milhas (400 quilômetros).

Após a morte de Tesla o curador da propriedade estrangeira impounded seus troncos, que prenderam seus papéis, seus diplomas e outras honras, suas letras, e suas notas do laboratório. Estes foram herdados

eventualmente pelo nephew de Tesla, Sava Kosanovich, e abrigados mais tarde no museu de Nikola Tesla em Belgrado. As centenas arquivaram na catedral da cidade de york novo de St. John o divine para seus serviços funeral, e uma inundação das mensagens reconheceu a perda de um gênio grande. Três receptores premiados de Nobel dirigiram-se a seu tributo a

"um dos intellects proeminentes do mundo que pavimentou a maneira para muitos dos desenvolvimentos technological de épocas modernas."

(I.W.H.)



Invenções: transformador um repetidor do telefone, um princípio girando do campo magnético, um sistema polifásico da corrente alternada, um motor de indução, uma transmissão de poder da corrente alternada, de uma bobina de Tesla, uma comunicação wireless, rádio, luzes fluorescentes, e mais de outras 700 patentes.



Hans Christian Oersted

agosto nascido 14, 1777, Rudkøbing, Dinamarca - março 9, 1851, Copenhaga

Hans Christian Oersted nasceu na Dinamarca, era filho de um farmacêutico e estudou Filosofia na Universidade de Copenhague. Depois de viajar pela Europa, retomou àquela universidade e ali trabalhou como professor e pesquisador, desenvolvendo várias pesquisas no campo da Física e da Química.

Exemplo 1 - Dados os seguintes valores para P₁

, P

μA/m.

z y

x

a a

a P P

R 

24 ˆ 4

12 12

12



2 1 2 ' '

2

4 ˆ

12

R a l d H I

d

^R

 

(5)

5

2 2

24 4

ˆ 24 ˆ 2

24 ˆ 2

24 ˆ 4

2 a

_z

a

_x

a

_y

a

_z

H d 

x

y

a

a H

d ˆ

24 ˆ 2

24 4

2

48 

m nA a a

H

d 

₂

8 , 05 ˆ

_x

17 , 01 ˆ

_y

Exemplo 2 –

Um filamento de corrente conduzindo 15A na direção z está situado ao longo do eixo z. Determine H em coordenadas cartesianas se:

(a) P

_A

( 20 , 0, 4);

(b) P

_B

( 2, -4, 0).

3

2

4 4 ˆ

R R l Id R

a l H Id

d

^R



 



a

z

z r  ˆ

z

x

a

a r  20 ˆ 4 ˆ

z

x

z a

a r

r

R    20 ˆ ( 4 ) ˆ

2 2

) 4 (

20 z

R

)

2

4 (

20 z

R

a

z

z d l

Id  15 ˆ 4 R

3

R l H Id d

 



2 2 3

4 20 4

4 ˆ 20 ˆ 15 ˆ

z

a z a

a z H d

d 

^z ^x ^z

a

y

z z H d

d ˆ

4 20 4

20 15

2 2 3



a

y

z z

H d ˆ

4 4 20

20 15

2 2 3



a

y

z z

H d ˆ

20 1 4

20 4

20 15

2 2 3 2

3



a

y

z z

H d ˆ

20 1 4

20 20 4

20 15

2 2 3



Chamando:

tg z z

tg 4 20

20 4

d z

d 20 sec

²

a

y

y

H d ˆ

sec 16

20  3

a

y

d

H cos ˆ

16 20

 3

y z

z

a

sen

H ˆ

16 20

 3

Como:

cos

2

20 3

2



a

y

z

H z ˆ

) 4 ( 20

4 16

20 3

2



(6)

6

y z

z

a z z z

H z ˆ

) 4 ( 20

4 )

4 ( 20

4 16

20 3

2

4 5

 3

m A

a

y

H  0 , 53 ˆ



Campo magnético gerado por um condutor circular

Um condutor de forma circular chama-se também espira. Pode-se comprovar experimentalmente que as linhas de força são como as descritas para o condutor reto em cada uma das interseções do condutor com o plano perpendicular ao eixo.

Uma espira, figura ao lado, se comporta como um pequeno ímã

Figura 6 – Ilustração da regra da mão direita .

Se observarmos sua face dianteira, comprovaremos que todas as linhas entram por ela. Como nos ímãs, diremos que é a face sul e a corrente circula no mesmo sentido que os ponteiros do relógio. A face posterior será a face norte.

Dela saem as linhas de força e a corrente circula no sentido contrário aos ponteiros do relógio.

Outra regra prática para reconhecer os pólos de uma espira consiste em desenhar um N ou um S; as pontas de seta das extremidades das letras indicam o sentido da corrente.



Solenóides ou Bobinas

Se em vez de uma única espira pegarmos um fio condutor, de cobre, por exemplo, e o enrolarmos em espiral formando um conjunto de espiras iguais e paralelas e nele estabelecermos uma corrente elétrica, obteremos um solenóide ou bobina.

Figura 7 – Solenóide.

O solenóide comporta-se, em seu exterior, como um ímã reto, com seus dois pólos.

Do pólo norte saem as linhas de força que retornam ao solenóide por seu pólo sul e, em seu interior, elas se fecham deslocando-se de sul a norte.

Diferentemente do que ocorre num ímã reto, somando-se todos os efeitos das espiras gera-se, no interior da bobina, um campo magnético muito intenso e uniforme. Em seu interior, a agulha de uma bússola se orienta paralelamente ao eixo da bobina.

Da mesma forma que um ímã, o solenóide atrairá objetos de ferro. Assim, se o pendurarmos para que possa girar livremente, ele se orientará no campo magnético da Terra como uma agulha magnética.

Os solenóides exercem uns sobre os outros forças de atração e repulsão como as que existem entre os ímãs.



Eletroímãs

Se colocarmos uma barra de ferro chamada núcleo no interior de um solenóide, teremos um eletroímã.

Com a passagem da corrente, o conjunto age como um poderoso ímã. O aumento do campo magnético acontece porque o ferro doce imanta-se, por estar no campo magnético produzido pelo solenóide, e produz seu próprio campo magnético, que é somado ao do solenóide. Ao cessar a passagem da corrente, o campo magnético do solenóide desaparece. Daí por que o eletroímã é um ímã temporário. Os eletroímãs têm muitas aplicações no dia-a- dia como nas campainhas elétricas.

Figura 8 – Esquema de uma campainha.

(7)

7 No esquema de uma campainha elétrica percebe-se seu funcionamento. Com o circuito aberto, não passa corrente e o eletroímã não atua. Ao fechar o circuito com um aperto do botão, a corrente passa a circular por ele, acionando o eletroímã que atrai a vareta metálica que golpeia a campainha. Assim, o circuito se abre, cessa a atração e a vareta metálica volta à sua posição inicial, fechando novamente o circuito. O processo se repetirá enquanto o interruptor estiver apertado.



Correntes induzidas e correntes alternadas Uma corrente elétrica produz magnetismo. O efeito contrário é possível? O físico inglês Michael Faraday demonstrou que sim. Em determinadas condições, um campo magnético gera corrente elétrica: ele ligou uma bobina a um amperímetro e, ao introduzir rapidamente um ímã na bobina, o amperímetro assinalava passagem de corrente. É a indução eletromagnética. Um ímã em movimento gera uma corrente elétrica em um fio condutor:

é a corrente induzida. Se em vez de introduzir o ímã o retirarmos, a corrente assume o sentido inverso. Se aproximarmos ou afastarmos a bobina em vez do ímã, o resultado será idêntico. A aplicação mais importante da indução é a produção de corrente elétrica. Se fizermos girar a espira no interior do campo magnético do ímã, produz-se uma corrente induzida.

Conforme a figura, a cada meia-volta da espira, a corrente muda de sentido: é uma corrente alternada. Os alternadores, componentes do sistema elétrico dos carros, são geradores de corrente alternada. Funcionam com base na descoberta de Faraday. Modificações na montagem dos coletores e escovas (contatos entre a espira móvel e o circuito no qual vai circular a corrente induzida) podem originar os geradores de corrente contínua, como são os dínamos de bicicletas.



Linhas de Força do campo Magnético

A figura abaixo mostra a disposição de limalhas de ferro colocadas em um papel próximo a um ímã. As linhas de força estão mostradas na figura abaixo. Veja a situação em que há dois pólos iguais (repulsão) e dois pólos diferentes (atração).

Figura 9 – Linhas de força do campo magnético de um ímã com pólos iguais (a) e pólos opostos (b).

(b)

(a)

(b)

Figura 10 – Partículas espiralando (a) no campo magnético terrestre (b).



O campo Magnético Terrestre:

Há no interior do Planeta, um movimento de

magma complicado, constituído de diversos elementos

derretidos a altas temperaturas, que atuam como se fossem

um magneto, com o pólo norte magnético

aproximadamente próximo ao pólo Sul geográfico e o

(8)

8 pólo sul magnético aproximadamente próximo ao pólo Norte Geográfico. A figura ilustra o campo magnético Terrestre.

O momento de dipolo magnético terrestre, tem um valor aproximadamente de 8,0.10

²²

J/T. O eixo do dipolo faz um ângulo de aproximadamente 11,5

⁰

com o eixo de rotação Terrestre. Devido às aplicações em navegação, o campo magnético Terrestre tem sido estudado por vários anos. As quantidades de interesse, são a magnitude e direção do campo terrestre em diferentes localidades.

Estudos mostram que há reversão na polaridade aproximadamente a cada milhão de anos.

A interação com partículas provenientes do chamado vento solar (prótons, elétrons provenientes de explosões solares), com o campo magnético terrestre, provoca modificações espaciais na forma do campo magnético Terrestre. As partículas são armazenadas no campo magnético Terrestre, formando os chamados cinturões de radiação de Van Allen, que estão acima da atmosfera Terrestre, entre os pólos norte e sul magnéticos.

As partículas são armadilhadas nesses cinturões, e nas regiões próximas aos pólos Norte e Sul Geográficos, como as linhas de campo são mais intensas, estando a uma altitude mais baixa, cerca de 100 km, as partículas chocam- se com as moléculas de N

2

e a átomos de O, gerando luz de cores rosa e verde, respectivamente. Tal fenômeno é chamado de aurora boreal.

Figura 11 – Componentes do campo magnético terrestre (a) e aurora boreal (b).

(a)

(b)

Figura 12 – O vento Solar.

O campo é semelhante ao de um ímã de barra, mas essa semelhança é superficial. O campo magnético de um íman de barra, ou qualquer outro tipo de ímã permanente, é criado pelo movimento coordenado de elétrons (partículas negativamente carregadas) dentro dos átomos de ferro. O núcleo da Terra, no entanto, é mais quente que 1043K, a temperatura de Curie em que a orientação dos orbitais do elétron dentro do ferro se torna aleatória. Tal aleatorização tende a fazer a substância perder o seu campo magnético. Portanto, o campo magnético da Terra não é causado por depósitos magnetizados de ferro, mas em grande parte por correntes elétricas do núcleo externo líquido.

Outra característica que distingue a Terra magneticamente de um íman em barra é sua magnetosfera.

A grandes distâncias do planeta, isso domina o campo magnético da superfície.

Correntes elétricas induzidas na ionosfera também geram campos magnéticos. Tal campo é sempre gerado perto de onde a atmosfera é mais próxima do Sol, criando alterações diárias que podem deflectir campos magnéticos superficiais de até um grau.

A intensidade do campo na superfície da Terra neste momento varia de menos de 30 microteslas (0.3 gauss), numa área que inclui a maioria da América do Sul e África Meridional, até superior a 60 microteslas (0,6 gauss) ao redor dos pólos magnéticos no norte do Canadá e sul da Austrália, e em parte da Sibéria.

Magnetômetros detectaram desvios diminutos no

campo magnético da Terra causados por artefatos de ferro,

fornos para queima de argila e tijolos, alguns tipos de

estruturas de pedra, e até mesmo valas e sambaquis em

pesquisa geofísica. Usando instrumentos magnéticos

adaptados a partir de dispositivos de uso aéreo

desenvolvidos durante a Segunda Guerra Mundial para

detectar submarinos, as variações magnéticas através do

fundo do oceano foram mapeadas. O basalto - rocha

vulcânica rica em ferro que compõe o fundo do oceano -

contém um forte mineral magnético (magnetita) e pode

distorcer a leitura de uma bússola. A distorção foi

percebida por marinheiros islandeses no início do século

XVIII. Como a presença da magnetita dá ao basalto

(9)

9 propriedades magnéticas mensuráveis, estas variações magnéticas forneceram novos meios para o estudo do fundo do oceano. Quando novas rochas formadas resfriam, tais materiais magnéticos gravam o campo magnético da Terra no tempo.

Em Outubro de 2003, a magnetosfera da Terra foi atingida por uma chama solar que causou uma breve, mas intensa tempestade geomagnética, provocando a ocorrência de auroras boreais.

O campo magnético da Terra é revertido em intervalos que variam entre dezenas de milhares de anos a alguns milhões de anos, com um intervalo médio de aproximadamente 250.000 anos. Acredita-se que a última ocorreu 780.000 anos atrás, referida como a reversão Brunhes-Matuyama.

(

http://pt.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9tico_terrestre)

O mecanismo responsável pelas reversões magnéticas não é bem compreendido. Alguns cientistas produziram modelos para o centro da Terra, onde o campo magnético é apenas quase-estável e os pólos podem migrar espontaneamente de uma orientação para outra durante o curso de algumas centenas a alguns milhares de anos.

Outros cientistas propuseram que primeiro o geodínamo pára, espontaneamente ou através da ação de algum agente externo, como o impacto de um cometa, e então reinicia com o pólo norte apontando para o norte ou para o sul.

Quando o norte reaparece na direção oposta, interpretamos isso como uma reversão, enquanto parar e retornar na mesma direção é chamado excursão geomagnética.

A intensidade do campo geomagnético foi medida pela primeira vez por Carl Friedrich Gauss em 1835 e foi medida repetidamente desde então, sendo observado um decaimento exponencial com uma meia-vida de 1400 anos, o que corresponde a um decaimento de 10 a 15 % durante os últimos 150 anos.



Cinturões de radiação –

Texto extraído de:

www-spof.gsfc.nasa.gov/Education/Iradbelt.html

Radiation Belts

Figura 13 – Trajetória de partícula aprisionada pelo campo magnético terrestre.

O movimento de íons energéticos e elétrons no espaço é regido fortemente pelo campo magnético local. O movimento básico é a rotação das linhas de campo magnético em fileira, enquanto deslizando ao mesmo tempo

ao longo dessas linhas, dando para as partículas uma trajetória espiral.

Em linhas de campo típicas, volta-se para a Terra até o final das linhas, e tal movimento conduz as partículas a seguir na atmosfera onde elas colidiriam e perderiam a energia. Porém, uma característica adicional de movimento apanhado normalmente impede isto de acontecer: o movimento corrediço reduz a velocidade como os movimentos de partícula em regiões onde o campo magnético é forte, pode parar e até mesmo inverter o movimento. É como se as partículas fossem repelidas de tais regiões, um contraste interessante com ferro para o qual é atraído onde o campo magnético é forte.

A força magnética é muito mais forte perto da Terra que longe, e em qualquer linha de campo está maior nos fins onde a linha entra na atmosfera. Assim elétrons e íons podem permanecer apanhados por muito tempo e podem saltar de um lado para outro de um hemisfério para o outro (veja quadro acima, não escalar a espiral atual, que se encontra muito perto de Terra).

Deste modo a Terra se agarra a seus cintos de radiação.

Além de espiralar e saltar, as partículas apanhadas também lentamente vão de uma linha de campo para outra, indo todo o modo gradualmente ao redor de Terra. Íons acumulam um modo (à direita, do norte), elétrons o outro, e em qualquer movimento, a carga de elétricas é equivalente a uma corrente elétrica que circula a Terra à direita.

Isso é a corrente de anel denominada cujo campo magnético debilita o campo ligeiramente observada em cima da maioria da superfície da Terra. Durante tempestades magnéticas a corrente de anel recebe muitos íons adicionais e elétrons do lado escuro " forma fileira "

da magnetosfera e seu efeito aumenta, entretanto, à superfície da Terra, sempre é um efeito muito pequeno e raramente excede só 1% da intensidade de campo magnética total.

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Descoberta do Cinto de Radiação Antes de 1958 os cientistas estavam bastante atentos em íons e elétrons que pudessem ser apanhados pelo campo magnético da Terra, mas não se comprovou de fato se tais partículas existiram. No máximo foi proposto que durante tempestades magnéticas uma população apanhada temporária criava um anel atual e se deteriora novamente com o final da tempestade.

Os anos 1957-8 foram designados como o ―Ano‖

Geofísico Internacional (IGY), e o EUA e a União Soviética (a Rússia) prepararam lançamentos de satélites artificiais. A Rússia prosperamente conseguiu colocar em órbita seu primeiro satélite Sputnik em 4 de outubro de 1957, mas o satélite dos EUA, Vanguard, falhou em seu lançamento, retardando assim a entrada oficial dos EUA.

Os EUA construíram um foguete alternativo que levava

um satélite diferente, o Explorer 1, pequeno e construído

(10)

10 por James Van Allen e o time dele na Universidade de Iowa. Rapidamente foi lançado 31 janeiro, 1958.

Figura 14 – Lançamento do Explorer 1.

O Explorer 1 levava um instrumento, um detector pequeno de partículas energéticas, um contador Geiger projetado para observar raios cósmicos (íons de energia muito alta e de origem desconhecida, chegando a Terra do espaço). A experiência se realizou muito bem a baixas altitudes, mas ao topo da órbita não foi contada nenhuma partícula. O Explorer 3 que seguiu dois meses depois gravou em fita um registro contínuo de dados que revelaram que as contas 0 na verdade representaram um nível muito alto de radiação. Tantas partículas energéticas bateram no contador às altitudes mais altas que seu modo de operação foi subjugado e nada registrou. Não só era estava presente o cinto de radiação a todo o momento, como era notavelmente intenso.

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Os Cinturões de Radiação da Terra A Terra tem duas regiões de partículas rápidas apanhadas. O cinto de radiação interna descoberto por Van Allen é relativamente compacto e estende talvez um raio de Terra sobre o equador (1 R

_T

= 6371 km ou aproximadamente 4000 milhas). Consiste de prótons muito energéticos, um subproduto de colisões por íons de raios cósmicos com átomos da atmosfera. O número de tais íons é relativamente pequeno, e o cinto interno acumula lentamente, mas porque apanhando perto de Terra são alcançadas intensidades muito estáveis, bastante altas, embora a formação deles possa ocupar anos.

Mais para fora é a região grande do anel atual e contém íons e elétrons de muita mais baixa energia (o mais enérgico entre eles também conhecido como o " cinto " de radiação exterior). Distinto o cinto interno, esta população flutua amplamente e sobe quando tempestades magnéticas injetam partículas frescas do rabo do magnetosfera e caem gradualmente. O anel de energia atual é principalmente levado pelos íons, a muitos dos quais são prótons.

Porém, há também no anel partículas alfa (que são núcleos de átomos de hélio, que perdeu os dois elétrons), um tipo de íon que é abundante na radiação proveniente do vento solar; uma certa porcentagem é a de íons de O+

(oxigênio), semelhante aos que existem na ionosfera da Terra, entretanto, muito mais energético. Esta mistura de íons sugere que as partículas do anel provavelmente vêm de mais de uma fonte.

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Energia e Partículas Energéticas Energia é a moeda corrente na quais processos naturais devem ser custeados: acelerar movimentos, virar uma máquina, para fazer o sol lustrar ou dirigir uma corrente elétrica por um arame, uma quantidade de energia

é necessária. Uma lei fundamental de estados da natureza é a que diz que a energia nunca desaparece, só muda sua forma: por exemplo, pode ser convertida a energia de luz solar em eletricidade por uma célula solar, ou a energia do vento é convertida por um moinho de vento.

Fenômenos do espaço envolvem energia em duas balanças muito diferentes. Uma balança envolve a energia de íons individuais e elétrons que freqüentemente movem a uma fração respeitável da velocidade de luz (um limite superior que eles nunca podem alcançar). Quanto mais rápido a partícula se move, mais alto sua energia e maior é a espessura de material necessário para detê-las. As Energias de partículas gostam estes são medidas em elétrons-volt (eV): elétrons da aurora têm 1000-15,000 eV, prótons no cinto interno talvez 50 milhões de eV, enquanto a energia de íons de raio cósmicos podem alcançar muitos bilhões. Em contraste, moléculas de ar na atmosfera só têm aproximadamente 0.03 eV, elevando o que poderia ser a pergunta mais fundamental em pesquisa de espaço: como algumas partículas adquirem tanta energia?

A outra balança é um fenômeno espacial global:

tempestades magnéticas, nas regiões boreais exibem correntes elétricas que unem Terra e espaço. Quem caminha a conta de energia ? A fonte principal de energia parece ser o vento solar, mas a maneira pelos quais esta energia é transportada e é distribuída na magnetosfera não são contudo completamente claro.



Órbita síncrona

Provavelmente o maior número de satélites operacionais, mais que 200, habitam a órbita síncrona denominada, uma órbita circular sobre o equador da Terra com um rádio de 6.6 R

_T

(raio de Terra), aproximadamente 42,000 km ou 26,000 milhas.

A aceleração orbital de qualquer satélite depende de sua distância da Terra. Em uma órbita circular fora da atmosfera densa, um satélite precisa de só 90 minutos para uma órbita completa, mas satélites mais distantes movem mais lentamente, e a um rádio de 6.6 R

_T

o período está perto de 24 horas e emparelha o período de rotação da Terra. Um satélite a esta distância, sobre o equador, sempre fica sobre a mesma mancha na Terra, e quando se vê da Terra (diga-se, por uma TELEVISÃO) sempre está na mesma direção no céu.

Isto faz a órbita síncrona o lugar perfeito para satélites dedicados a comunicações e para radiodifusão, e também é usado para monitorar o tempo no mundo inteiro, por exemplo, pelo VAI série de satélites de NOAA (Administração Oceânica e Atmosférica Nacional). A órbita síncrona também é útil para trabalhos científico, porque mapeia totalmente o anel da magnetosfera ―noite da Terra‖.

A Anomalia Magnética do Atlântico Sul,

AMAS ou SAA (do inglês, South Atlantic Anomaly) é

uma região onde a parte mais interna do cinturão de Van

(11)

11 Allen tem a máxima aproximação com a superfície da Terra. O resultado é que para uma dada altitude, a intensidade de radiação é mais alta nesta região do que em qualquer outra. A AMAS é produzida por um "mergulho"

no campo magnético terrestre nesta região, causada pelo facto de que o centro do campo magnético terrestre esta deslocado em relação ao centro geográfico por 450 km.

Campo magnético total da Terra, sobre o Brasil na área azul mais escura existe a AMAS, Anomalia Magnética do Atlântico Sul, observar que as linhas de campo formam na região uma figura que se assemelha à uma cabeça de um pato, por isso é chamada "El Pato"

A anomalia do Atlântico Sul afecta satélites e outras espaçonaves com órbitas a algumas centenas de quilômetros de altitude e com inclinações orbitais entre 35°

e 60°. Nessas órbitas, os satélites passam periodicamente pela AMAS, ficando expostos durante vários minutos às fortes radiações que ali existem. A International Space Station, orbitando com uma inclinação de 51.6°, necessitou de um revestimento especial para lidar com o problema. O Hubble Space Telescope não faz observações enquanto está passando pela região.

A AMAS sofre um deslocamento para a direção oeste, cuja velocidade de deslocamento é de 0.3° por ano. A taxa de deslocamento é muito próxima da rotação diferencial entre o núcleo da Terra e sua superfície, estimada estar entre 0.3°

e 0.5° por ano.

A dança do magnetismo terrestre, artigo de Marcelo Gleiser

Marcelo Gleiser é professor de física teórica do Dartmouth College, em Hanover (EUA), e autor do livro "O Fim da Terra e do Céu".

Artigo publicado na ?Folha de SP?:

Os pólos magnéticos da Terra passam por inversões: de vez em quando, o que é norte vira sul, e vice-versa.

Em suas notas autobiográficas, Einstein conta como ele ganhou uma bússola de presente de seu pai quando tinha cinco anos: "Ainda me lembro ou acredito que me lembro que essa experiência causou um profundo efeito sobre mim. Algo de fundamental tinha de estar escondido por trás das coisas".

A bússola de Einstein, como qualquer outra, apontava para o norte, independentemente de onde estivesse: o metal da agulha tende a se alinhar com o campo magnético da Terra, que corre na direção norte-sul. Essa observação, tão óbvia quanto a volta do Sol a cada dia, que marinheiros e pássaros usam para se orientar em suas viagens, não tem nada de trivial.

O fato de a Terra ser um gigantesco ímã se deve a uma confluência de fatores, que só agora começam a ser entendidos. Dentre as descobertas relativamente recentes, a mais chocante é a de que os pólos magnéticos da Terra -quase alinhados com seus pólos geográficos (daí a utilidade da bússola)- passam por inversões: de vez em quando, o que é norte vira sul, e vice-versa. A questão é quando

será a próxima.

A última inversão de polaridade ocorreu há 780 mil anos, bem mais tempo do que a média de 250 mil anos. Por alguma razão, os intervalos entre elas vêm encolhendo nos últimos 120 milhões de anos.

Sabemos disso porque cada inversão deixa uma assinatura nas rochas magnéticas, suscetíveis a mudanças de orientação do magnetismo terrestre quando aquecidas.

Ao resfriarem, mantêm a nova orientação, reproduzindo no tempo a coreografia dos pólos magnéticos. Portanto, a próxima inversão está bem atrasada. Vivemos num período de relativa estabilidade que não durará para sempre. E os primeiros sinais estão já aparecendo.

Dados colhidos por satélites em 1980 e em 1999 mostram que ilhas de polaridade oposta no campo magnético terrestre estão crescendo.

Imagine uma bola de futebol com o hemisfério sul pintado de azul e o norte de vermelho.

As medidas indicam que dentro da região vermelha existem manchas azuis, e vice-versa, e que essas manchas aumentaram nos últimos 20 anos. A suspeita é que elas sejam os precursores da próxima inversão. O campo magnético terrestre se reduziu em 10%

desde 1830.

O centro da Terra é uma esfera de metal líquido, principalmente ferro, com volume seis vezes maior que o da Lua inteira. Devido à enorme pressão exercida pela crosta e pelo manto, 2 milhões de vezes maior no centro do que na superfície, a temperatura lá chega a 5.000 C, comparável à superfície do Sol.

Como em uma sopa, bolhas de metal mais quente e, portanto, menos denso, tendem a subir. Na subida, elas se resfriam e voltam a afundar.

Esse processo, chamado de convecção, transporta calor do centro da Terra para a região entre o centro e o manto. O metal líquido conduz eletricidade.

Quando adicionamos a rotação da Terra, temos uma esfera de metal líquido e borbulhante girando, essencialmente um gerador elétrico, ou dínamo. Em geradores comuns, o que gira são fios metálicos que transportam corrente. Desse movimento nasce um campo magnético que varia ao longo do tempo. A Terra é um gigantesco dínamo.

Sua corrente muda ocasionalmente de direção, invertendo a polaridade de seu campo magnético.

Simulações em computadores e experimentos em laboratório têm ajudado no estudo das inversões. Um satélite internacional está tomando novas medidas. Mesmo assim, não podemos ainda prever quando a próxima irá ocorrer. No meio tempo, é bom ficar de olho nos pássaros e nas bússolas.

(Folha de SP, 17/7)

Lei de Lorentz e Movimento de uma partícula na região de um campo magnético Uniforme.

Uma carga em movimento quando em uma região onde atua um campo elétrico E e um campo magnético B está sujeita à chamada força de Lorentz:

B v q E q

F    

Regra da mão esquerda:

O sentido da força F é dado pela regra da mão

esquerda (para carga q positiva ((a)): INDICADOR NO

SENTIDO DE B, O DEDO MÉDIO NO SENTIDO DE v E O POLEGAR DARÁ O SENTIDO E DIREÇÃO DE F.

Quando a

carga q é negativa (b) , o sentido é ao

contrário.

Escreve-se a força magnética F 

_m

q v  B 

z y x

z y x m

B B B

v v v

k j i q F

ˆ ˆ

 ˆ

(12)

12 Onde aqui, v  v

_x

i ˆ v

_y

ˆ j v

_z

k ˆ

e

k B j B i B

B 

_x

ˆ

_y

ˆ

_z

k B B j v

v  ˆ ,  ˆ 

F 

B 

- - j v 

i k

papel, carga negativa:

i qvB F k B B j v

v  ˆ ,  ˆ  ˆ

B 

v 

- j F 

i

k

(13)

13 papel, carga positiva:

i qvB F

k B B j v

v  ˆ ,  ˆ  ˆ

B 

v 

- j F 

k i

Exemplo 13 –Partícula com carga positiva

entrando no campo do papel:

j qvB F

i B B k v

v  ˆ ,  ˆ  ˆ

B

F

Exemplo 14 –Partícula com carga negativa

entrando no campo do papel:

j qvB F i B B k v

v  ˆ ,  ˆ  ˆ

F B

Quando a partícula penetra numa direção

v

qualquer, somente a componente perpendicular ao campo causará a força magnética. Então é necessário decompor a velocidade nas componentes perpendicular e paralela ao campo:

v

//

v v   

Observe que uma partícula carregada que entra numa região de campo magnético uniforme não sofre atuação de força magnética. Uma partícula neutra também não sofre atuação de força nenhuma.

A figura ilustra uma partícula entrando numa direção qualquer.

Figura 15 – Componentes da velocidade (a) e movimento de uma partícula numa região onde há um campo eletromagnético (b) e (c).

Quando uma partícula carregada penetra na região de um campo magnético uniforme, ela descreve um movimento circular uniforme na região de campo magnético uniforme, como mostram as figuras a seguir.

Figura 16 – Movimento de uma partícula carregada numa região de campo magnético uniforme.

(14)

14 Assim, a resultante centrípeta é a força magnética:

qB R mv R qvB

m v F

_cp

2

R é o raio da órbita. Se quisermos calcular o período:

qB T m R qB

m v T

v 2 R 2

A freqüência desse movimento é:

1 2 f f q B

T m

Tubos de Raios Catódicos

J.J. Thomson (1856 – 1940), realizou uma experiência que possibilitou medir a razão entre a carga e a massa do elétron. Usando o dispositivo indicado na Figura 17, no recipiente de vidrro onde há vácuo, os elétrons provenientes de um catodo são acelerados e agrupados em um feixe por uma diferença de potencial V entre os anodos A e A’. A velocidade v dos elétrons é determinada pelo potencial V que os acelera:

1

2

2 m v e V v e V

m

Os elétrons passam entre as placas P e P’ e colidem com a tela no final do tubo, que é recoberto por um material que se torna fosforescente (cintila) no ponto onde ocorre a colisão. Os elétrons passam pelo tubo ao longo de uma trajetória retilínea, pois os campos elétricos e magnéticos são perpendiculares, assim:

0 0

e m

F  F   e E e v B v E

B

Assim:

2 2

2

2 E e V e E

B m m V B

Assim, atribuíu-se a Thomson a descoberta da primeira partícula subatômica, o elétron.

Figura 17– Dispositivo de Thomson para determinar a razão e/m de um raio catódico (a) mostrando os campos B e E cruzados;

dispositivo original usado por Thomson (b).

Espectrômetros de massa.

Técnicas semelhantes às usadas na experiência de Thomson de e/m podem ser empregadas para medir a massa de íons e, portanto, massas atômicas e massas moleculares. Em 1919, Francis Aston (1877 – 1945), um aluno de Thomson, construiu a primeira versão de um instrumento conhecido como espectrômetro de massa.

Uma variante construída por Bainbridge é indicada na figura 18.

Figura 18 – O espectrômetro de massa de Bainbridge utiliza um seletor de velocidades para produzir partículas com velocidade constante v. Na região de campo magnético, as partículas com maiores velocidade produzem trajetórias de raios maiores.

(15)

15 Íons positivos provenientes de uma fonte passam através das fontes S

₁

e S

₂

, formando um feixe estreito. A seguir o feixe passa por um seletor de velocidades com campos E 

e B 

ortogonais entre si., a fim de bloquear todos os íons, exceto aqueles com velocidades v = E/B.

Finalmente, os íos passam por uma região onde há um campo magnético B 

perpendicular ao plano da figura, onde eles se movem em uma trajetória semi-circular com raior R dado por:

R m v q B

Assim, íons com massas diferentes colidem com a placa em diferentes pontos. Supomos que cada átomo perdeu um elétron, de modo que o íon possua carga igual a +e. Conhecendo-se os valores de todas grandezas na equação acima, exceto m, podemos calcular a massa m de um íon. Um dos primeiros resultados desse trabalho, foi a descoberta de isótopos de elementos. Os espectrômetros de massa utilizados atualmente podem medir massas com uma precisão da ordem de 1 parte em 10000. A placa fotográfica é substituída por um detector de partículas mais sofisticado que faz uma varredura na região onde ocorre o impacto.

Cyclotrons e Sincrotrons.

Existem aparelhos com aplicações em alta Tecnologia, como Cyclotrons e Sincrotrons. Tais aparelhos sofisticados produzem partículas a altas velocidades com objetivo de provocar radiação por meio da desaceleração dessas articulas. A interação dessa radiação com a matéria é de fundamental importância para estudar as propriedades físicas e químicas de novos materiais.

Na física de partículas, cíclotron é um equipamento no qual um feixe de partículas sofre a ação de um campo elétrico com uma frequência alta e constante e um campo magnético perpendicular estático. Foi inventado em 1929 por Ernest Lawrence que o usou em experimentos com partículas com 1 MeV (Um Mega elétron-Volt).

O cíclotron possui dois eletrodos com a forma de um "D", estes são ocos e semicirculares. Sua montagem é numa câmara de vácuo entre os pólos de umeletromagneto.

Os prótons, dêuterons (Núcleo de um átomo de deutério, constituído por um próton e um nêutron), começam a se locomover no interior dos eletrodos em forma de D.No início da locomoção, é injetada uma diferença de

potencial alternada de alta freqüência e potência nos eletrodos ("Dês") cuja freqüência de ressonância é próxima à da circulação iônica, produzindo assim saltos de aumento de velocidade. Cada vez que as partículas passam de um eletrodo para o outro subseqüente estas adquirem uma trajetória em forma de espiral. Em seguida ocorre com as partículas uma trajetória em forma hipóide, ou de semi-círculos, cujos raios são crescentes havendo então uma perda do foco do feixe

No Brasil, o IPEN fornece radioisótopos de ciclotron para uso em medicina nuclear e pesquisa básica por meio de irradiação por cíclotrons.

Radiofármacos são substâncias emissoras de radiação utilizadas em medicina para radioterapia e para exames de diagnóstico por imagem.

A Medicina Nuclear permite observar o estado fisiológico dos tecidos de forma não invasiva, através da marcação de moléculas participantes nesses processos fisiológicos com isótopos radioactivos. Estes, denunciam sua localização com a emissão de particulas detectáveis, sob a forma de raios gama (fóton). A detecção localizada de muitos fótons gama com uma camara gama permite formar imagens ou filmes que informem acerca do estado funcional dos órgãos. A maioria das técnicas usa ligações covalentes ou iónicas entre os elementos radioactivos e as substâncias alvo, mas hoje já existem marcadores mais sofisticados, como o uso de anticorpos especificos para determinada proteína, marcados radioactivamente. A emissão de particulas beta ou alfa, que possuem alta energia, pode ser útil do ponto de vista terapeutico, para destruir células ou estruturas indesejáveis.

Um radiofármaco incorpora dois componentes. Um radionúclido, ou seja, uma substância com propriedades físicas adequadas ao procedimento desejado (partícula emissora de radiação beta, para terapêutica; ou partícula emissora de radiação gama, para diagnóstico) e uma vector fisiológico, isto é, uma molécula orgânica com fixação preferencial em determinado tecido ou órgão.

Essencialmente, os radionúclidos são a parte radioactiva dos radiofármacos. Mas estes também possuem uma molécula (não radioactiva) que se liga ao radionúclido (marcação radioactiva) e o conduz para esse órgão ou estrutura que se pretende estudar.

Tecnécio-99-metaestável: é um radionúclido