TEORIA ATOMICA



ECUACIONES PARA EL MOVIMIENTO DE LOS ELECTRONES EN PRESENCIA DE CAMPOS ELÉCTRICOS Y MAGNÉTICOS.
Centremos ahora nuestro interés en las ecuaciones que se aplican al movimiento de cargas en presencia de campos eléctricos y magnéticos.
Como ya ha sido discutido, existen fuerzas atractivas entre cargas (+) y (-), repulsivas entre cargas (+) y (+) o bien entre (-) y (-). En el caso de losátomos, esto ocurre en gran medida para mantener los electrones (-) alrededor del núcleo (+) ( fuerza atractiva ) y en la repulsión de los electrones entre sí, formando la nuble externa. La Figura muestra claramente lo que allí ocurre y, de acuerdo con la ley de Coulomb, es fácilmente calculable.

FUERZAS ELÉCTRICAS Y MAGNÉTICAS
Iniciemos esta parte indicando que en 1785 el físico inglés CharlesCoulomb estableció las bases para estudiar la interacción entre cargas eléctricas.

Sean dos cargas Q1 y Q2 separados por la distancia r que interactúan de la forma como se indica en la Figura que acompaña. La magnitud de la fuerza F que la carga Q1 ejerce sobre la carga Q2 está bien descrita por la Ley de Coulomb,
F = constante ·
Q1 · Q2
, constante = 8,988·109
Newton · m2

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r2

coulomb2
en que las unidades de carga están en Coulombs. A partir de esta ley fundamental de la electrostática, introduciremos el concepto de Campo Eléctrico y por analogías sucesivas, el de Campo Magnético.
De acuerdo con la ecuación anterior, se dice que una carga Q1 produce "un Campo Eléctrico" en el espacio que la rodea, que actúa sobre cualquier carga Q2.
LaIntensidad de Campo Electrico  se define como la fuerza eléctrica Feléctrica por unidad de carga, que siente la carga de prueba Qp (en la figura la carga Q2) en reposo, ubicada en el espacio en un punto fijo. Entonces,
 =
Felétrica

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Qp
de modo que, comparando con la ecuación anterior sobre la fuerza de coulomb, reconocemos que la Intensidad de Campo Eléctrico 
 = constante·
Q1
para Qp = Q2

------


r2

Entonces, la fuerza de coulomb puede escribirse como
F coulomb =  elect · Q2
En el experimento de la gota de aceite de Millikan ya descrito, al equilibrar la fuerza gravitacional Fgrav = mg, con la fuerza de coulomb, nos queda
 elect · Q2 = m gota aceite · g
donde la masa m de la gota es medible experimentalmente, elect también medible, y laconstante gravitacional g es conocida. Millikan encontró que siempre la carga Q2 era un múltiplo de otro valor más pequeño, Q2 = ke, donde k era un número entero, pequeño (k=1 ó 2) y claramente representa el electrón en exceso o defecto. Así logró determinar la carga elemental que se la asignó brillantemente al electrón, quedando así:
carga del e- = -1,6022·10-19 Coulombs.
La fuerza magnética que seejerce sobre un electrón, cuando se encuentra en presencia de un Campo Magnético Hmagnético (un simple Imán), también puede calcularse fácilmente por medio de le Ley de Ampère, según
F magnética = H magnética · (carga) e- · (velocidad) e -
Esta ecuación declara que el Campo Magnético crea una fuerza magnética sobre una carga en movimiento de modo que altera la dirección que originalmente eraen línea obligándola a cambiar su curso, como se ve en la Figura. A fin de demostrar que esto era cierto, el haz de electrones se hizo llegar al polo (+) que tenía una rendija de modo que parte del haz que se movía en línea recta, fue forzado por el Imán (con las líneas de fuerza señaladas) a alterar su curso. Finalmente, la rendija de salida hacia el detector permitió encontrar el ángulo dedesviación del flujo de carga. El resultado es que con este fenómeno aparece una fuerza centrífuga que se opone al cambio de dirección que, en términos de la masa m, de la velocidad del electrón vel y del radio de curvatura r que resulta de la modificación de la trayectoria, está dada por la fórmula

F centrífuga =
(m · velocidad2)e-

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r
Entonces, cuando ambas...