¿Por qué el campo eléctrico y los campos magnéticos en un selector de velocidad son perpendiculares entre sí?

¿Por qué el campo eléctrico y los campos magnéticos en un selector de velocidad son perpendiculares entre sí?

La naturaleza dinámica fundamental de las partículas cargadas solo se conoce indirectamente a través de siglos de pensamiento y experimentos. El por qué de su pregunta no es conocido por la ciencia convencional. Aun así, y si apreciara poder leer un intento de explicación, puede descargar mi libro de 36 páginas titulado “Explicando la naturaleza dinámica fundamental de la gravedad”. Está disponible en http://Lulu.com a un bajo costo. .

En un selector de velocidad, una partícula sale con la misma velocidad, sea cual sea la masa o la carga eléctrica. Esto se debe a que la fuerza neta entre la fuerza eléctrica y la fuerza de Lorentz es cero. Para obtener esto, se deben obedecer ciertas reglas. Con el campo eléctrico es bastante simple. Es como un punto con caídas de masa que tienen una velocidad horizontal. Seguirá una trayectoria parabólica. Por lo tanto, el campo eléctrico debería ser perpendicular a la velocidad de la partícula, pero aún en el mismo plan con él.

Por otro lado, para que la fuerza de Lorentz sea coplanar, opuesta e igual a la fuerza eléctrica, el campo magnético debe estar en un plan perpendicular a la fuerza de Lotentz, obedeciendo algunas reglas de orientación.

Por lo tanto, el campo eléctrico es perpendicular al campo magnético.

Una vista alternativa: todo el espacio, fuera de las partículas de materia 3D básicas, está lleno de un medio universal que lo abarca todo, estructurado por cuantos de materia. Las regiones estructuralmente distorsionadas en medio universal son campos. Los campos se clasifican según la naturaleza de sus distorsiones. La naturaleza de las distorsiones en el medio universal está indicada por líneas imaginarias de fuerza. Las líneas de fuerza lineales indican campo magnético y las líneas de fuerza circulares indican campo eléctrico.

Una pequeña parte de un círculo puede considerarse como una línea recta. Parte de una línea de fuerza eléctrica (circular), lejos del origen, aparece como una línea de fuerza lineal (magnética). Por necesidad geográfica, los ejes de estas líneas de fuerza son perpendiculares entre sí. Un campo eléctrico lejos del origen actúa como un campo magnético y un campo magnético, cuyas líneas de fuerza tienen suficiente curvatura, actúa como un campo eléctrico. Ver: Campos , ‘MATERIA (reexaminada)’.

Esta pregunta y la excelente respuesta de Rahul Rajan me recordaron una vieja broma:

El hombre se encuentra corriendo en medio de una conferencia de física y grita: “¡No puedo soportarlo más! Debo saber: ¿Por qué estoy aquí? ¿Por qué el universo está aquí? ”

Un profesor de física sin complicaciones responde con calma: “Mi buen hombre, este es el departamento de física. Nos ocupamos de ‘ ¿Cómo? ‘Si estás buscando’ ¿Por qué? ‘eso es religión y filosofía. Al otro lado del campus.

Una partícula cargada que pasa a través de un selector de velocidad experimenta una fuerza de Lorentz. La fuerza de Lorentz es la superposición de la fuerza electrostática activada debido al campo eléctrico y la fuerza magnética sobre una carga en movimiento. La fuerza de fuerza electrostática viene dada por:

[math] \ mathbf {F} _E = q \ mathbf {E} [/ math]

donde [math] q [/ math] es la carga y [math] \ mathbf {E} [/ math] es el campo eléctrico. La fuerza magnética viene dada por:

[math] \ mathbf {F} _B = q \ mathbf {v} \ times \ mathbf {B} [/ math]

donde [math] \ mathbf {v} [/ math] es la velocidad de las partículas cargadas a seleccionar y [math] \ mathbf {B} [/ math] es el campo magnético. Por lo tanto, la fuerza de Lorentz viene dada por:

[math] \ mathbf {F} = \ mathbf {F} _E + \ mathbf {F} _B = q \ mathbf {E} + q \ mathbf {v} \ times \ mathbf {B} [/ math]

Las partículas cargadas con la velocidad correcta pasarán a través del selector de velocidad sin desviar. Esto requiere que la fuerza de Lorentz sea cero:

[math] \ mathbf {F} = \ mathbf {F} _E + \ mathbf {F} _B = 0 [/ math]

Por lo tanto, las fuerzas electrostáticas y magnéticas son opuestas entre sí:

[math] \ mathbf {F} _E = – \ mathbf {F} _B [/ math]

o

[matemáticas] q \ mathbf {E} = – q \ mathbf {v} \ times \ mathbf {B} [/ math]

cuyos rendimientos:

[math] \ mathbf {E} = – \ mathbf {v} \ times \ mathbf {B} [/ math]

[math] \ mathbf {E} [/ math] debe ser perpendicular a la corriente de partículas cargadas. [math] \ mathbf {B} [/ math] es perpendicular tanto a la corriente de partículas cargadas como a la fuerza magnética. Por lo tanto, [math] \ mathbf {B} [/ math] es perpendicular a [math] \ mathbf {E} [/ math].

P ¿Por qué el campo eléctrico y los campos magnéticos en un selector de velocidad son perpendiculares entre sí?

Para que funcione un selector de velocidad, los efectos (fuerzas) del campo magnético y del campo eléctrico deben cancelarse.

La fuerza de un campo eléctrico sobre una partícula cargada se alinea con el campo eléctrico.

La fuerza sobre una partícula cargada de un campo magnético es perpendicular a las líneas del campo magentic.

Para que las dos fuerzas se opongan, el campo magnético debe rotarse de modo que su fuerza se oponga al campo eléctrico. Entonces deben ser perpendiculares.