Un imán acelerador produce ondas electromagnéticas. ¿Podemos producir luz visible girando o haciendo vibrar un imán? Si es así, ¿cuál sería su eficiencia?

Si el imán gira de una manera que hace que su momento dipolar magnético cambie con el tiempo, se irradiará. La potencia radiada por un dipolo magnético oscilante es [fuente]

[matemáticas] P = \ frac {\ mu_0} {12 \ pi c ^ 3} m ^ 2 \ omega ^ 4 [/ matemáticas]

La radiación emitida tendrá la misma frecuencia que la oscilación. Tenga en cuenta que un dipolo giratorio es realmente una superposición de dos dipolos oscilantes que están 90 grados fuera de fase. Tendríamos que poner [math] \ vec {m} = m (\ hat {x} + i \ hat {y}) [/ math] en lo anterior. Entonces [math] m ^ 2 [/ math] se incrementa en un factor de 2. Si conectamos un valor de [math] 0.16 \, \ mathrm {A} \ cdot \ mathrm {m} ^ 2 [/ math] para el momento dipolar magnético (vea aquí cómo se estimó esto), obtenemos

[matemáticas] P = (3.17 \ veces 10 ^ {- 35} \, \ mathrm {W} \ cdot \ mathrm {s} ^ 4) \ omega ^ 4 [/ math]

Cabe señalar que esta energía no es gratuita. Cada vez que se produce radiación, hay una fuerza de reacción de radiación , en la cual el campo electromagnético actúa contra la fuente, tendiendo a oponerse a su movimiento. Para mantener la potencia de salida de un dipolo oscilante, necesitamos conducirlo continuamente, trabajando en el sistema para reemplazar la energía perdida por la radiación.

Para obtener luz visible a 700 nm, tendría que girar el imán a 430 THz. Este orden de magnitud de la frecuencia de rotación está mucho más allá de lo que podríamos lograr con la tecnología actual, además, mucho antes de que podamos alcanzar esa velocidad, las pérdidas por fricción llevarían la eficiencia a cero.

Si, hipotéticamente, pudieras configurar esa rotación, la potencia generada, al menos por un instante, sería de aproximadamente 1660 YW, que es más de 4 veces la luminosidad del Sol. Obviamente, las oscilaciones en fuentes reales de luz visible, como las bombillas, son mucho más pequeñas que esto; Los dipolos oscilantes son átomos y moléculas, no imanes de barras macroscópicos.

Considere un imán de cierta longitud. Se vibra sobre su centro. vibrémoslo con una amplitud lineal (me refiero al desplazamiento máximo de una de sus puntas) 0f un milímetro. La frecuencia de la luz visible es aproximadamente [matemática] 10 ^ {14} [/ matemática] Hz, por lo que tenemos que hacer vibrar el imán con esta frecuencia. El tiempo de una oscilación completa es entonces [matemática] 10 ^ {- 14} s [/ matemática]. Esto significa que la velocidad [matemática] (v) [/ matemática] de la punta del imán es

[matemática] v = \ frac {1 mm} {4 \ por 10 ^ {14}} = 2.5 \ por 10 ^ {10} m / s [/ matemática]. Esto es mucho mayor que la velocidad de la luz. Por lo tanto, este tipo de vibración no es posible.

Examinemos qué amplitud máxima se puede dar sujeto a la teoría de la relatividad.

[matemáticas] c = \ frac {amplitud} {un cuarto \, de \, el \, período de tiempo} [/ matemáticas]. Esto significa

Amplitud [matemática] = \ frac {4c} {10 ^ {- 14}} \ simeq 10 ^ {- 5} m = 10 \ mu m [/ matemática]

Ahora, como lo señaló el Sr. James L. Harrison, esta es una pregunta sobre si esto es posible.

(Soy un profesor de secundaria. La respuesta debería verse en ese contexto)

Un imán acelerador, acelera las cargas, y las cargas aceleradas producen las ondas EM.

Si las cargas aceleradas PUEDEN producir luz visible, lo harán. La eficiencia será MUY baja, ya que está acelerando un imán masivo, o “espacio de carga magnética” y una bobina de alambre, y luego matando / invirtiendo ese campo.

Lámpara sin electrodos – Wikipedia

no, girar un imán produce un campo magnético giratorio, no electromagnético. No hay campo eléctrico. Considere un escurridizo que tiene yendo y viniendo entre las dos manos. Cuando está en una mano es probable el campo magnético, en la otra el campo eléctrico. Para hacer los campos electromagnéticos radiantes, la energía debe ir de ida y vuelta de magnética a eléctrica a la frecuencia de la frecuencia. Lo que describe es solo el imán giratorio, nunca hay electrostática. Sería el resbaladizo quedarse en una mano mientras te das la vuelta

Como ya te habrás dado cuenta, un imán acelerador no produce ondas electromagnéticas. Solo se producen por materia que está cambiando los niveles de energía. Qué significa eso? Si cree en las teorías del Modelo Estándar, significa que es energía liberada por la materia cuando cambia de un estado a otro, o liberando energía cuando se convierte de un isótopo a otro. El mecanismo exacto es tan misterioso como lo que hará que un programa de televisión sea exitoso.

el imán regular (hierro …) tendría que girar, girar a rápido para emitir int lo visible. Se rompería. Entonces no.

Pero, algunas moléculas son imanes muy pequeños, y se irradian en lo visible y en la resonancia magnética. Entonces sí

Si. No tengo idea de la eficiencia: ese es el tipo de cosa que tendría que modelarse numéricamente, y dependería del tamaño y la forma de su imán. Probablemente hay una respuesta de libro de texto para un “dipolo ideal”.

Estoy un poco horrorizado por las respuestas “no” de personas con las credenciales para saber mejor. Sí, por supuesto, cualquier aceleración de cargas eléctricas o imanes crea radiación EM. Puede que no esté muy limpio, y solo una fracción de la radiación puede escapar como una onda (en lugar de permanecer unida como una onda evanescente), pero la respuesta sigue siendo “sí”.

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