Por que o ímã atrai o ferro?

O ferro, o níquel, o cobalto e algumas ligas metálicas são ditas substâncias ou materiais ferromagnéticas, ou seja, na presença de um campo magnético eles se imantam fortemente, fazendo com que o campo magnético resultante seja bem maior que o inicial. Mas por que um pedaço de ferro é atraído pelos pólos de um ímã? Imagine um pedaço de ferro, inicialmente não imantado, que é colocado nas proximidades de um ímã. O campo magnético produzido pelo ímã imanta o ferro de forma que os seus ímãs elementares se alinham no sentido do campo que é aplicado, ou seja, o ferro se transforma em um ímã, ocorrendo dessa forma a atração entre ferro e ímã. Então, de modo mais simplificado, podemos dizer que um pedaço de ferro só é atraído por um ímã quando, mediante a aplicação de um campo magnético, ocorre o alinhamento de seus ímãs elementares.

Se agora fizermos o mesmo procedimento com um material diamagnético, ou seja, materiais que se imantam fracamente, como, por exemplo, o cobre, veremos que ocorrerá o processo inverso do que aconteceu com o pedaço de ferro. Ao aplicar um campo magnético sobre esse material os seus ímãs elementares se alinharão no sentido contrário ao sentido do campo que está sendo aplicado, ocorrendo então a repulsão entre esse material e o ímã. Esse fato foi observado pela primeira vez por Faraday, no século XIX, quando ele aproximou uma amostra de bismuto, também substância diamagnética, de um ímã e viu que ela era repelida, ao contrário do que acontecia com os pedaços de ferro que ele já estava acostumado a ver.