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Se introduce el concepto de campo magnètico y su interacciòn con cargas y corrientes elèctricas

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Magnetismo1 Magnetismo1 Presentation Transcript

  • MAGNETISMO 1. Introducción
    • La época del descubrimiento del magnetismo es incierta…600 a. c. Tales analiza el comportamiento de la magnetita (Fe 3 O 4 )
    • 1600 W. Gilbert en su obra, Magnete, inicia el estudio del magnetismo indepen-dientemente de la electricidad
    • 1269 Pierre de Maricourt o Pedro Peregrino descubre la interacción de un imán con la Tierra
    • Estudió de la interacción de los imanes entre sí y con el hierro. Los imanes tienen dos polos: norte y sur. El norte se dirige hacia el norte geográfico de la Tierra
    • Polos iguales se repelen
    • Polos diferentes se atraen
    N S S N S N S N S N S N
  • A. Los imanes 2. Fuentes del campo magnético.
    • Un imán perturba el espacio que lo circunda y al colocar una aguja iman-tada en este espacio, ésta experimenta la acción del imán y se dice que éste genera un campo magnético a su alrededor o que los imanes son fuentes de campo magnético.
    S N Imán Imán Aguja mag- netizada N S Agujas en la ve-cindad del imán S N
  • El campo magnético y sus fuentes (continuación) Líneas campo magnético: salen del polo norte y se dirigen al polo sur Representación del campo magnético de un imán mediante líneas de campo S N Agujas magnetizadas S N IMAN
  • B. Corrientes eléctricas Líneas de campo magnético Una bobina con corriente se comporta de manera análoga a un imán, por lo que ellas constituyen también fuentes de campo magnético Hans C. Oersted 1777- 1851 (Danés). En 1820 descubrió la relación entre electricidad y magnetismo V I S N Agujas magnéticas
  • Analogía entre una bobina y un imán Ampère propuso que el magnetismo de los imanes es producto de las corrientes debidas a los movimientos de cargas eléctricas en los constituyentes de la materia . V I S N Bobina con corriente S N Imán
  • 3. Definición de la inducción magnética: B Definición de B : F m = q v B Se observa que : F m es perpendicular B y a v , y es directamente proporcional a: q , v y B. Una partícula con carga q, masa m y veloci-dad v , entra perpendicularmente en un campo magnético uniforme, B. m C B v F m q v F m N S B
  • 4 Aplicación: Experimento de Madame Curie v M. Curie (Polonia 1867-Francia 1934), premio Nóbel de Física en 1903 y de Química 1911 ¿Qué puede decir de estos rayos de acuerdo con lo visto en esta clase? Cámara de Pb Ra B Rayos α Rayos β Rayos γ
  • El tren magnético : Una apli-cación de los principios del electro-magnetismo, en proceso de inves-tigación. El gran colisionador de hadrones : Moderno acelerador y colisionador de partí-culas de alta energía diseñado para inves-tigar la estructura elemental de la materia Aplicaciones modernas en las cuales se utilizan los principios de del electromagnetismo
  • 5 Movimiento de una partícula cargada en un campo magnético uniforme Una partícula con carga q y masa m , penetra perpendicularmente en un campo magnético uniforme, B. La partícula describe un movimiento circular y aplicando la definición de fuerza magnética y la segunda ley de Newton, tenemos: Entonces el radio de la trayectoria es: r=mv/qB. (1) Con v= 2 π fr , se obtiene que la frecuencia ciclotrónica f=qB/2 π m (3) La razón e/m de la partícula es q/m=v/ rB (2) v B F m r v q, m
  • EL ESPECTRÓMETRO DE MASAS (EDM) En la figura se muestra el esquema de un E D M, el cual tiene una cámara (región 1) en donde existen dos campos uniformes: uno eléctrico E, dirigido verticalmente hacia abajo y otro magnético B 1 , que penetra perpendicularmente. La velocidad v es perpen-dicular a E y a B 1 y E se ajusta hasta que la fuerzas eléctrica y magnética se equilibran, de modo que las partículas avanzan en línea recta en la región (1). Los iones continúan hacia una región (2) en donde sólo existe un campo magnético B 2 y allí describen una trayectoria semicircular. Se hallará la razón e/m para estos iones. Como en la región 1, los iones no se desvían, la fuer-zas eléctrica y magnética tendrán igual magnitud : (4) En la región (2), el radio de la trayectoria es : (5) y de (4) y (5), se obtiene que: v r E B Región 1 Región 2 m