¿Cómo se ve un campo electromagnético de una partícula en movimiento debido a su movimiento?

Excelente pregunta

Wikipedia dice:

“Un campo electromagnético (también campo EMF o EM ) es un campo físico producido por objetos con carga eléctrica. Afecta el comportamiento de los objetos cargados en las proximidades del campo”.

Entonces eso me dice:

1. Un campo EM debe ser visto como un fenómeno único. Tiene un componente eléctrico (o fuerza de desplazamiento con amplitud y dirección) y un componente magnético (o fuerza de desplazamiento con amplitud y dirección). Pero ambos oscilan en amplitud al unísono. El componente eléctrico siempre es perpendicular al componente magnético. Si existe un campo eléctrico alrededor de una partícula de carga, entonces podemos decir que también existe un campo magnético correspondiente alrededor de la partícula cargada (y viceversa). Debería poner una advertencia a esa última oración. Eso siempre es cierto para partículas cargadas simples como los electrones. Las partículas componentes como los protones no exhiben el campo magnético todo el tiempo, tienen “momentos magnéticos”.

2. El campo es físico. No es una construcción matemática. No es virtual Es real.

3. Se produce por las oscilaciones de los objetos cargados.

4. El campo EM rodea la partícula cargada e interactúa con los objetos cargados cercanos. Por cierto, esta interacción EM es bidireccional.

En mi opinión, hay un tercer componente de las oscilaciones de partículas cargadas, que es una onda longitudinal que se corresponde directamente en magnitud con la energía del campo EM de la partícula cargada. Pero ese es un tema para otro día. Por ahora intentemos responder a su pregunta, que es específicamente sobre cómo se ve un campo EM alrededor de una partícula cargada. La tercera ilustración de esta imagen muestra dos fotones en fase a la máxima amplitud. La línea roja indica la dirección del componente eléctrico. La línea azul indica la dirección del componente magnético.

Esta foto es estática. Realmente me gustaría mostrarle una animación de la dinámica pulsante y oscilante del campo EM de una partícula cargada. Pero no importa cuán duro haya buscado, nada en internet. Tal vez uno de estos días pueda armar algo.

PD: En caso de que se pregunte que las líneas en las dos primeras ilustraciones no coinciden con las líneas direccionales en la tercera ilustración, esto se debe a que las dos primeras muestran la amplitud de la fuerza, no su dirección.

El campo electromagnético exacto que se produce depende de cómo se mueve la partícula cargada. Si la partícula se mueve a una velocidad constante en línea recta, crea un campo magnético estático B:

Si la partícula se mueve en círculo, crea ondas electromagnéticas en forma de radiación sincrotrón:

Si la partícula se mueve hacia arriba y hacia abajo, crea ondas electromagnéticas principalmente en forma de radiación dipolo:

El movimiento del campo elctromagnético es muy conocido por los estudiantes de secundaria en física o ciencias en general, es un movimiento ondulante con el campo elctrico E es perpendicular al campo magnético B. Se puede dibujar fácilmente en el plano XY.