Electromagnetismo

Movimiento de las
partículas  cargadas 

Fuerzas sobre las 
  cargas

Atomo de Bohr

El osciloscopio

Separación de
semillas

Motor iónico

Acelerador lineal

Medida de la relación
carga/masa

Medida de la unidad
fundamental de carga

El espectrómetro
de masas

El ciclotrón

Campos eléctrico y
magnético cruzados

Movimiento en un campo magnético

Movimiento en un campo eléctrico

Cuando una partícula cargada está en una región donde hay un campo eléctrico experimenta una fuerza igual al producto de su carga por la intensidad del campo eléctrico F_e=q·E.

• Si la carga es positiva experimenta una fuerza en el sentido del campo
• Si la carga es negativa experimenta una fuerza en sentido contrario al campo

Si el campo es uniforme la fuerza es constante y también lo es la aceleración, aplicando las ecuaciones del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado podemos obtener la velocidad de la partícula en cualquier instante o después de haberse desplazado una determinada distancia

De forma alternativa, podemos aplicar el principio de conservación de la energía, ya que el campo eléctrico es conservativo

La energía potencial q(V'-V) se transforma en energía cinética. Siendo V'-V la diferencia de potencial existente entre dos puntos distantes x. En un campo eléctrico uniforme V'-V=Ex.

El generador de Van de Graaf se emplea para acelerar partículas. En el terminal esférico del generador se producen iones positivos que son acelerados a lo largo de un tubo en el que se ha hecho el vacío, por la diferencia de potencial existente entre la esfera cargada y el potencial de tierra.

Movimiento en un campo magnético

Una partícula que se mueve en un campo magnético experimenta una fuerza dada por el producto vectorial F_m=q·v´B. El resultado de un producto vectorial es un vector de

• módulo igual al producto de los módulos por el seno del ángulo comprendido qvB senq
• dirección perpendicular al plano formado por los vectores velocidad y campo.
• y el sentido se obtiene por la denominada regla del sacacorchos. Si la carga es positiva el sentido es el del producto vectorial v´B, como en la figura izquierda

Si la carga es negativa el sentido de la fuerza es contrario al del producto vectorial v´B, figura de la derecha

Dicha partícula en un campo magnético uniforme y perpendicular a la dirección de la velocidad describe órbita circular ya que la fuerza y la velocidad son mutuamente perpendiculares. El radio de dicha órbita, puede obtenerse a partir de la aplicación de la ecuación de la dinámica del movimiento circular uniforme: fuerza igual a masa por aceleración normal.

Vamos a estudiar varias situaciones en las que una partícula cargada positiva o negativa se mueve en una región donde existe un campo eléctrico, un campo magnético, o un campo eléctrico y magnéticos cruzados (perpendiculares entre sí). Las más importantes son:

1. El descubrimiento del electrón consta a su vez de dos experiencias

• La medida de la relación carga/masa del electrón efectuada por Thomson
• La medida de la cantidad fundamental de carga efectuada por Millikan

2. La separación de isótopos de un determinado elemento mediante un espectrómetro de masas.
3. La aceleración de iones mediante un ciclotrón.