Electromagnetismo formulario

ELECTROMAGNETISMO
Ecuaciones Electromagnéticas de Maxwell
1. Ley de Gauss para la electricidad. Describe el campo eléctrico debido a cargas eléctricas y pueden utilizarse para deducir la ley de coulomb.
2. Ley de Gauss para el magnetismo. De acuerdo con esta ley, las líneas de campo magnético son continuas y sin terminación, por lo que no existen polos magnéticos aislados.
3. Ley de Ampere-Maxwell. Maxwell extendió esta ley para describir la producción de campos magnéticos no sólo por corrientes eléctricas sino también por campos eléctricos cambiantes.
4. Ley de Introducción de Faraday. Esta ley describe la producción de campos eléctricos como consecuencia de campos magnéticos variables.

Faraday fue quien introdujo los conceptos de campos y de líneas de fuerza para describir lainteracción de objetos separados en el espacio. Esta formulación sigue siendo una manera eficaz de describir campos eléctricos, magnéticos y de otro tipo. No obstante, la precisa descripción matemática que de estos logró Maxwell – y su velocidad, según demuestran muchos experimentos-, permanece como una parte importante de nuestra comprensión de electromagnetismo. Asimismo, Maxwell demostró que loscampos eléctricos y magnéticos radian en forma de ondas desde una carga eléctrica oscilante. La confirmación experimental de estas ondas electromagnéticas no se logró en la época de Maxwell: Heinrich Hertz (1857-1894) la obtuvo en 1887, ocho años después de la muerte del padre del electromagnetismo, y son de igual importancia que las leyes de movimiento de Newton en la mecánica.
A fines delsiglo XIX, un estudio cuidadoso de la teoría de Maxwell reveló que esta misma estaba en conflicto con la formulación de la mecánica de Galileo y Newton, creando una consternación muy grande en los físicos de esa época. La teoría de Maxwell daba un valor único a la velocidad de la luz, pero la mecánica de Newton no permitía esta singularidad y era incapaz de explicar en forma satisfactoria elcomportamiento de los objetos cuyas velocidades se acercaban a la velocidad de la luz. Se envolvió penosamente evidente que una de estas teorías sagradas tenía que ser incorrecta. El problema se resolvió en 1905 cuando Albert Einstein describió su teoría de la relatividad especial. De acuerdo con la relatividad, la teoría del electromagnetismo de Maxwell era correcta, aunque la mecánica newtonianaresultaba incompleta.

Ley de Coulomb
Consideramos dos partículas cargadas (también llamadas cargas puntuales) con magnitudes de carga q1 y q2, separadas por una distancia r. La fuerza electrostática de atracción o repulsión entre ellas tiene la magnitud:

F=k q1 q2r2 (Ley de Coulomb)

La k es una constante.
La unidad de carga de SI es el Coulomb (C): un coulomb es la cantidad de carga que setransfiere por la sección transversal de un alambre en un segundo, cuando hay una corriente de un ampere en el alambre:

dq=i dt

dq (en Coulombs) es la carga transferida por una corriente i (en amperes) durante el intervalo de tiempo dt (en segundos).
La constante electrostática k de la ecuación de Coulomb suele escribirse 14πE0.
Por tanto la ley de coulomb se convierte en:F= 14πE0 q1q2r2 (Ley de Coulomb)

Otro paralelo entre las fuerzas gravitacional y electrostática es que ambas obedecen el principio de superposición. Si tenemos n partículas cargadas, estas interactúan en forma independiente en pares, y la fuerza sobre cualquiera de ellas, digamos la partícula 1, está dada por el vector suma:

F1 neta =F12+F13+ F14 + F15 ⋯⋯+F1n,

Ecuaciones de Maxwell
Ley para campos magnéticos de Gauss:
ΦB=B ∙ dA=0

Expresa que el flujo magnético neto que pasa por cualquier superficie de Gauss (cerrada) es cero. Implica que no existen monopolios magnéticos.

Momento del dipolo magnético del espín:
Un electrón tiene un momento angular intrínseco denominado “momento angular del espín” S con el que está relacionado un “momento...