1. Fuerza sobre una carga móvil:
* Lorentz Force Law: Una partícula cargada en movimiento experimenta una fuerza cuando entra en un campo magnético. La fuerza es perpendicular tanto a la velocidad de la partícula como a la dirección del campo magnético. Esta fuerza es dada por:
* f =q (v x b)
* F:Fuerza sobre la carga
* P:Carga de la partícula (para Electron, Q =-1.602 x 10^-19 Coulombs)
* V:Velocidad de la partícula
* B:fuerza del campo magnético
* x:producto cruzado (determina la dirección de la fuerza)
2. Movimiento circular:
* Campo magnético constante: Si la velocidad del electrón es perpendicular al campo magnético, la fuerza será constante en magnitud y siempre se dirige hacia el centro de un círculo. Esto hace que el electrón se mueva en una ruta circular.
* Radio de la ruta circular: El radio de esta ruta circular está determinado por la velocidad del electrón, la carga y la resistencia del campo magnético. La fórmula para el radio es:
* r =(mv) / (qb)
* r:radio del camino circular
* M:Misa del electrón (9.11 x 10^-31 kg)
* V:Velocidad del electrón
* P:carga del electrón
* B:fuerza del campo magnético
3. Movimiento helicoidal:
* Campo magnético no perpendicular: Si la velocidad del electrón no es perpendicular al campo magnético, la fuerza tendrá un componente perpendicular al campo (causando movimiento circular) y un componente paralelo al campo. Esto da como resultado un camino helicoidal.
4. Momento dipolar magnético:
* giro y movimiento orbital: Los electrones tienen una propiedad intrínseca llamada Momento Angular Spin, que crea un momento dipolar magnético (como un pequeño imán de barra). Este momento dipolo interactúa con campos magnéticos externos, contribuyendo al comportamiento del electrón en el campo.
* Precession: El momento dipolar magnético de un electrón en un campo magnético experimenta un par que hace que preceda alrededor de la dirección del campo magnético. Esta precesión se conoce como precesión de Larmor.
Aplicaciones:
La interacción de los electrones con campos magnéticos es la base de muchas tecnologías, que incluyen:
* espectrometría de masas: Los campos magnéticos se utilizan para separar los iones basados en su relación masa / carga.
* Imágenes de resonancia magnética (MRI): La resonancia magnética utiliza la precesión de los protones en un campo magnético para crear imágenes detalladas del cuerpo humano.
* Microscopía electrónica: Los campos magnéticos se utilizan para enfocar y manipular vigas de electrones en microscopios electrónicos.
En resumen:
Los electrones que se mueven en un campo magnético experimentan una fuerza que hace que se muevan en caminos circulares o helicoidales. Esta interacción se rige por la Ley de la Fuerza Lorentz y es un principio fundamental en el electromagnetismo. Tiene aplicaciones significativas en varios campos, incluidos la física, la química y la medicina.
