¿Por qué los campos magnéticos solo desvían partículas si tienen cargas tanto de masa como eléctricas?

Primero tenga en cuenta que una partícula masiva cargada no siente el campo magnético sin importar cuán fuerte sea, si no se mueve. Es por eso que la gente al principio pensaba que la electricidad y el magnetismo no están relacionados, pero solo son fenómenos similares. Luego se descubrió que cuando una carga se mueve, comienza a sentir el efecto del magnetismo fuerte y claro, por así decirlo … el camino de la partícula es recto y cuando se activa un campo magnético normal a la velocidad, la partícula se desvía y comienza a moverte en círculo … como si estuviera atrapado. El tamaño de la fuerza sobre una partícula es proporcional al producto de la velocidad y la fuerza del campo magnético normal a ella. El tamaño del círculo es el resultado de un equilibrio de las fuerzas magnéticas y centrífugas, sobre la partícula en movimiento. Si los dos (velocidad y campo) ‘no’ son normales entre sí, solo se cuenta el componente normal.

Ahora ven a la pregunta de por qué. Claramente, la respuesta debe tener que ver con la velocidad de las partículas con respecto al campo, es decir, con respecto a los cables / corrientes / perm. imán que produce el campo. Pero también tiene que ver con el hecho de que las perturbaciones electromagnéticas se propagan a la velocidad fija de la luz c. Eso significa que la acción de la fuente del campo magnético se retrasa por una pequeña cantidad de tiempo, y a medida que aumenta la velocidad de la partícula, este retraso también aumenta. Pero un retraso en la acción provoca un ligero cambio en la dirección de la fuerza (a medida que la partícula cambia de posición dentro de este tiempo), lo que resulta en la aparición de un componente normal a la velocidad de la partícula. Este proceso es de segundo orden y por esta razón, las fuerzas magnéticas son mucho más pequeñas que las fuerzas electrostáticas en muy pocos órdenes de magnitud. Se hacen visibles y efectivos solo por el número de corte de partículas / electrones involucrados en la producción del campo.

Otra forma de imaginar lo que sucede y revela que la fuerza magnética sobre una partícula es un par y no lineal es darse cuenta de que una partícula en movimiento es una corriente. Una corriente tiene un campo magnético en forma de círculos normales a la dirección del movimiento (el vector de área está en la misma dirección que el movimiento para una carga positiva y también normal al campo magnético externo). Se produce una interferencia entre los dos campos: el campo aplicado externamente y el campo inducido por movimiento. La interacción es repulsiva en un lado de la partícula en movimiento y atractiva en el otro, lo que resulta en una pareja que causa una desviación en la dirección del movimiento mientras se mantiene normal en el campo. Si la carga se mueve en un cable de metal, la fuerza se transforma en el cable en sí, y esta es la base para el funcionamiento del motor eléctrico.

Existe un estrecho paralelo entre las fuerzas magnéticas y centrífugas. Si tiene una masa al final de una cuerda fija en un punto en la superficie de una mesa, la masa no siente ninguna fuerza (que no sea la gravedad). Pero si la masa se mueve en una línea larga y recta, un componente de aceleración / fuerza comienza a aparecer normal en la ruta de movimiento haciendo que esta ruta se desvíe y se convierta en un círculo. Debido a que las fuerzas magnéticas y centrífugas son normales al movimiento, no se intercambia energía y las partículas pueden continuar en su movimiento circular indefinidamente sin un cambio en la energía.

En resumen, las partículas cargadas en reposo no sienten el campo magnético, pero lo hacen (solo) si se movieron normalmente hacia él. Esta fuerza es proporcional al producto de la velocidad y la intensidad de campo, y es una consecuencia directa del hecho de que un pulso electromagnético se mueve a la velocidad constante de la luz, dando como resultado la aparición de un componente normal. Tenga en cuenta también que la fuerza no depende de la masa, sino solo de la carga de la partícula, su velocidad y la fuerza del campo magnético externo; F = q v ^ B. Sin embargo, el tamaño de la ruta de circulación depende de la masa m, ya que la masa está involucrada aquí; F = mv ^ 2 / r, donde r es el radio.

Para una buena referencia sobre este tema, consulte https://ilt.seas.harvard.edu/ima …

Un campo magnético aplica una fuerza a las partículas perpendiculares a su dirección de desplazamiento en una cantidad proporcional a su carga eléctrica. No tiene nada que ver con la masa. Pero cada partícula que tiene una carga también tiene masa, ¿no? Ninguna partícula sin masa tiene carga eléctrica.

El magnetismo se debe a una masa que contiene partículas con movimiento de carga eléctrica. El intercambio o la energía / fuerza intermedia son los fotones. Realmente, su pregunta es por qué una propiedad de masa produce una propiedad de masa y no se entiende realmente en el Modelo Estándar. Las cosas que hacen que un átomo le dé masa y cuando tiene masa tiene carga, movimiento y, por lo tanto, magnetismo. Por lo tanto, por qué los fotones sin masa son esta extraña onda electromagnética, y todo el tiempo la energía <-> masa se conserva (E = mc ^ 2).

Un campo magnético causará una fuerza sobre una carga en movimiento .

En teoría, esto ocurriría también si la partícula cargada tuviera una masa en reposo cero (y así se movería a la velocidad de la luz).

Sin embargo, no hay partículas que tengan carga y masa en reposo cero.

Los magnetes solo podían interactuar a través del campo magnético. Y cierta masa crea un campo magnético si está cargada y en movimiento