FISICA DE LOS RAYOS "X" ELECTROMAGNETISMO

Índice

Introducción al electromagnetismo…..…………………………………….3

Inducción electromagnética………………………………………………...13

Campo magnético producido por una corriente…………………………...15

Densidad de flujo magnético………………………………………………..17

Bibliografía…………………………………………………………………..18

Conclusión………………………………………………………………….19

Introducción al electromagnetismo

Si bien algunos efectos magnéticos han sido conocidos desde la antigüedad, como por ejemplo el poder de atracción que sobre el hierro ejerce la magnetita, no fue sino hasta el siglo XIX cuando la relación entre la electricidad y el magnetismo quedó patente, pasando ambos campos de ser diferenciados a formar el cuerpo de lo que se conoce como electromagnetismo.

Antes de 1820, el único magnetismo conocido era el del hierro. Esto cambió con un profesor de ciencias poco conocido de la Universidad de Copenhague, Dinamarca, Hans Christian Oersted.

En 1820 Oersted preparó en su casa una demostración científica a sus amigos y estudiantes. Planeó demostrar el calentamiento de un hilo por un corriente eléctrica y también llevar a cabo demostraciones sobre el magnetismo, para lo cual dispuso de una aguja de compás montada sobre una peana de madera.

Mientras llevaba a cabo su demostración eléctrica, Oersted notó para su sorpresa que cada vez que se conectaba la corriente eléctrica, se movía la aguja del compás. Se calló y finalizó las demostraciones, pero en los meses siguientes trabajó duro intentando explicarse el nuevo fenómeno.¡Pero no pudo! La aguja no era ni atraída ni repelida por ella. En vez de eso tendía a quedarse en ángulo recto. Hoy sabemos que esto es una prueba fehaciente de la relación intrínseca entre el campo magnético y el campo eléctrico plasmadas en la ecuaciones de Maxwell.

Como ejemplo para ver la naturaleza un poco distinta del campo magnético basta considerar el intento de separar el polo de un imán. Aunque rompamos un imán por la mitad este ``reproduce'' sus dos polos. Si ahora partimos estos cachos otra vez en dos, nuevamente tendremos cada cachito con dos polos norte y sur diferenciados. En magnetismo no existen los ``monopolos''

Las cuatro fuerzas de la naturaleza

En una descripción fundamental de los procesos físicos, estos pueden considerarse como manifestaciones de cuatro interacciones:

• Gravedad

• Electromagnetismo

• Interacción nuclear fuerte

• Interacción nuclear débil

En este modelo (el llamado “modelo estándar”) lo que vemos como diferentes fuerzas macroscópicas (elásticas, de rozamiento, impulsos en las colisiones, etc.) son en realidad manifestaciones de estas interacciones fundamentales. Las principales propiedades de cada una son:

Gravedad

Es una interacción entre masas. Su principal efecto a escala humana es el peso y a grandes escalas es la responsable del movimiento planetario y estelar. Es una fuerza de largo alcance (teóricamente infinito).

Electromagnetismo

Es la interacción entre cargas eléctricas, que se manifiesta por medio de campos eléctricos y de campos magnéticos, relacionados entre sí. Es una fuerza de largo alcance (teóricamente infinito), mucho más intensa que la la gravedad.

Fuerza nuclear fuerte

Es una interacción entre partículas elementales (quarks) caracterizadas por un tipo de carga llamado “color”. Los quarks se asocian formando protones y neutrones.

La fuerza nuclear fuerte es responsable de la cohesión de los núcleos, ya que es capaz de vencer la repulsión eléctrica entre los protones. Es una fuerza de muy corto alcance; a distancias mayores de 10 − 13 es inapreciable.

Fuerza nuclear débil

Es responsable de algunos procesos nucleares, como la desintegración beta del neutrón, que espontáneamente se descompone en un protón, un electrón y un antineutrino. Es también de muy corto alcance y mucho menos intensa que el electromagnetismo y la fuerza nuclear fuerte.

De estas cuatro fuerzas, las dos nucleares tienen solo efecto indirectos a escala macroscópica. La gravedad es muy débil y solo es apreciable si la acumulación de masa es muy grande (por ejemplo, el peso es una fuerza apreciable porque la Tierra tiene una masa de unos 6×1024kg).

Esto quiere decir que todas las fuerzas que apreciamos a nuestro alrededor, excluyendo el peso, son fuerzas electromagnéticas. Una fuerza de contacto, como la que produce un cuerpo que empuja a otro, es realmente una fuerza de repulsión entre las nubes electrónicas de los átomos de un cuerpo con las de los del otro.

Interacción electromagnética

El electromagnetismo corresponde a la interacción entre cargas eléctricas. Se describe en términos de cargas que interaccionan por medio de campos eléctricos y magnéticos. La teoría electromagnética nace de la síntesis efectuada por Maxwell de las teorías existentes sobre las fuerzas eléctricas y las fuerzas magnéticas, hasta entonces tratadas como fuerzas separadas aunque relacionadas.

Carga eléctrica

La carga eléctrica es una propiedad fundamental de la materia Una determinada partícula posee carga o es neutra, pero no se puede describir qué es la carga eléctrica. El electromagnetismo es una interacción entre partículas cargadas y una partícula posee carga cuando interacciona electromagnéticamente.

Aunque no se pueda decir qué es la carga, si se pueden caracterizar sus propiedades principales.

Propiedad escalar

La carga de un sistema es una propiedad escalar, caracterizada por una magnitud y un signo, pero no tiene dirección ni sentido.

Se mide en el SI en un culombio (C) definido como

(con la A de amperio, que se ve al estudiar la corriente eléctrica). Un culombio es una cantidad gigantesca, imposible de reunir en la práctica debido a la repulsión entre cargas del mismo signo. Por ello, es mucho más frecuente usar unidades como nanoculombios o picoculombios.

Dos tipos de carga

Existen dos variedades de carga eléctrica. A diferencia de la masa, que es solo de un tipo, o del color de los quarks (que es de tres variedades), la carga eléctrica se presenta en dos tipos diferentes, denominados por convenio carga positiva (que representamos con el signo + y el color rojo) y carga negativa

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