El principio fundamental
La clave es que acelerando las partículas cargadas crean campos eléctricos y magnéticos cambiantes. Estos campos cambiantes, a su vez, se generan entre sí, propagándose hacia afuera como una onda electromagnética.
El proceso
1. Partícula cargada en reposo: Una partícula cargada estacionaria crea un campo eléctrico a su alrededor. Este campo es estático, lo que significa que no cambia con el tiempo.
2. Aceleración: Cuando la partícula cargada se acelera (cambia su velocidad), las líneas de campo eléctrico a su alrededor comienzan a "distorsionar" y "ondulados". Esta distorsión representa un campo eléctrico cambiante.
3. Generación de campo magnético: Según la ley de inducción de Faraday, un campo eléctrico cambiante induce un campo magnético. Este campo magnético inducido es perpendicular al campo eléctrico cambiante y también varía con el tiempo.
4. Generación de campo eléctrico: El campo magnético cambiante, a su vez, crea un campo eléctrico cambiante (ley de Ampère), que es perpendicular tanto al campo magnético como a la dirección de aceleración original.
5. onda autosuficiente: Esta interacción entre el cambio de campos eléctricos y magnéticos continúa, creando una onda autosuficiente que se propaga hacia afuera desde la carga de aceleración a la velocidad de la luz. La onda es transversal, lo que significa que los campos eléctricos y magnéticos oscilan perpendicular a la dirección de propagación de la ola.
Puntos clave
* La aceleración es esencial: Solo las partículas cargadas aceleradas producen ondas em. Una partícula cargada que se mueve a una velocidad constante no irradia.
* frecuencia y energía: La frecuencia de la onda EM está directamente relacionada con la frecuencia de la aceleración de la partícula cargada. Las aceleraciones de mayor frecuencia producen ondas de mayor frecuencia (por ejemplo, rayos gamma) y viceversa (por ejemplo, ondas de radio).
* polarización: La dirección de las oscilaciones del campo eléctrico determina la polarización de la onda EM.
Ejemplos
* antenas de radio: La corriente alterna en un cable de antena crea una carga de aceleración periódicamente, produciendo ondas de radio.
* Emisión de luz: Los electrones en los átomos de la transición entre los niveles de energía, acelerando y emitiendo fotones de luz (ondas EM).
* Rayos X: Los electrones que golpean un objetivo de metal experimentan una rápida desaceleración, generando radiografías.
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