Fisica clasica

Solo disponible en BuenasTareas
  • Páginas : 13 (3010 palabras )
  • Descarga(s) : 0
  • Publicado : 20 de abril de 2010
Leer documento completo
Vista previa del texto
Planteamiento de la mecánica de una partícula eléctricamente cargada y acelerada
El comportamiento de una carga acelerada, con idependencia de la fuerza aceleradora, es un problema límite de la física clásica. La radiación de un sistema de cargas es un hecho descrito en el teorema de Pointing; consecuencia lógica de las ecuaciones de Maxwell. El punto clave es la interpretación del vector dePointing (S=ExH), que aparece en este teorema, como flujo de energía en base al principio de conservación de la energía de un sistema electromagnético. Desde esta perspectiva se puede pensar que la radiación, como la energía potencial, es un comportamiento asociado al sistema de cargas, no a las cargas individuales. En este sentido se habla en los textos de radiación dipolar, cuadripolar…[3].
Sinembargo en la teoría clásica se ve inmediatamente que la radiación de un sistema de cargas se puede calcular si se conoce el movimiento de dichas cargas, ya que esto es suficiente para determinar los campos que aparecen en el vector de Pointing. Hay una relación directa entre el movimiento del sistema de cargas y la radiación. H.A. Lorentz fue mas allá y amplió el resultado para una carga aisladaque resulte ser acelerada de cualquier modo, independientemente de la existencia de una energía potencial. Demostró que el campo en las proximidades de una carga con simetría esférica resulta distorsionado por los efectos conjuntos de la aceleración de dicha carga y la velocidad de propagación finita de las alteraciones del campo. Esta distorsión genera una "auto-fuerza" neta del campo sobre lapartícula, sobre su propia fuente, tal que el desplazamiento de esta fuerza puede representar, al menos en ciertos casos, la energía electromagnética radiada. De este modo Lorentz no atribuye la radiación a la aceleración relativa entre las cargas, tal como sería de esperar si la radiación fuese un comportamiento del sistema, sino a la aceleración de una carga respecto de cualquier sistema inercial. Encuanto a la conservación de la energía, la energía de radiación se extrae directamente de la energía mecánica de la partícula cargada, no directamente de la energía potencial del sistema electromagnético. Este será el punto de vista de partida para el planteamiento del problema. Abraham y Lorentz dan una forma teórica para la fuerza de autofrenado, sin embargo aquí solamente se supondrá suexistencia y las propiedades que esta fuerza debiera tener respecto de la radiación.
En lo que sigue se distinguirá y se tratará de relacionar los conceptos de partícula (mecánica) y carga puntual (electromagnetismo). Como modelo electromagnético de la partícula se toma el de una carga puntual, con algún matiz adicional que se introducirá mas adelante. Una carga puntual acelerada emite energía eimpulso en forma de radiación. La razón de esta atribución es que la energía dEr emitida al campo de radiación en un instante dt , se puede seguir hacia atrás en el tiempo hasta una acción ocurrida en el punto que ocupaba la carga en un tiempo pasado. Esta acción es un cambio en la velocidad del punto cargado, y por tanto en la partícula se experimenta el efecto del aumento de energía dEr.
Otrapropiedad de la radiación emitida es que, para un observador inercial en reposo instantáneo respecto del punto cargado, la radiación se emite de forma simétrica respecto de dicho punto, de forma que el impulso total emitido por la radiación dPr se anula.
Si hacemos que la velocidad v_ entre dos sistemas de referencia inerciales coincida con la velocidad V_ de la partícula en el instante dt_ entonces enel instante correspondiente dt+ la partícula está en reposo para el observador "+" , y por tanto para el impulso de radiación instantáneo será dPr+x =0. Esto conduce según 2.0 a la ecuación 2.2 (y por tanto a 2.3) para la relación entre energía e impulso de la radiación. Es decir, la radiación supone, inicialmente, un aumento de la energía interna de la partícula.
Analicemos la dinámica del...
tracking img