Dos preguntas que quiero hacer (y no sé mucho de física, a sí que sed lo más divulgativos que podáis en las explicaciones, si no se puede ser simple pués no pasa nada, me esforzaré lo que sea en entenderlo xD):
1.- ¿Por qué no existe el monopolo magnético?
Aunque ésta mi segunda pregunta quizás tenga mucha relación con la que acabo de formular, la hago de forma independiente:
2.- ¿Por qué cuándo se parte un imán por la mitad, se obtienen dos imánes que además se repelen justo por la zona de corte?.
Saludos.
Peregring_Lok0ooo0.
Jose Ramon Espinoza Fletes (31/12/2008)
1) No tengo ni idea. De hecho hasta donde sé, el monopolo magnético no se ha observado pero no se sabe si existe o no. Alguna vez me contaron que el electromagneteismo no cambiaría en caso de que se encontrase, pero no me suelo fiar mucho de lo que no he visto...
2) ¿Estás totalmente seguro que se repelen por la zona de corte? A simple vista me sorprende bastante, segun consideraciones básicas yo juraría que se deberían atraer, pero no he pensado detenidamente en ello...
Jose Ramon Espinoza Fletes (31/12/2008)
Brote de rayos gamma
1) De hecho, algunas teorías incluyen monopolos. Lo que ocurre es que se dan en partículas muy poco frecuentes en nuestro ámbito (o bien son muy masivas o bien su densidad resulta ser muy baja).
Hay un argumento muy famoso que permite explicar la cuantización de la carga eléctrica si existiera el monopolo.
2) Una explicación muy cutre. Un imán no es un cuerpo único, sino viene a ser una tira muy larga de pequeños imanes todos apuntando en la misma dirección. Así que si lo partes por la mitad, cada mitad seguirá siendo una tira larga de imanes...
Está relacionado con lo anterior: como no existe el monopolo, siempre que se crea un "polo norte", debe crearse un "polo sur". En ese sentido, cuando partes el imán, creas un polo norte en un lado del corte, y un polo sur en el otro. Como polos opuestos se atraen, ambos extremos del corte atraerse, como ya apuntaba Dramey.
Una representación visual cutre. Antes del corte:
>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
Después del corte:
>>>>>>>>>>>> >>>>>>>>>>>>
Como ves, ambos tramos siguen teniendo una "dirección magnética", y los extremos recién creados tienen polaridad opuesta.
"Si un problema tiene solución, ¿por qué te preocupas? Y si no tiene, ¿por qué preocuparse?"
"En la vida, puedes hacer muchas cosas. Después ya no."
"Discutir cuece. Debatir enriquece."
Jose Ramon Espinoza Fletes (31/12/2008), Peregring_Lok0ooo0 (30/12/2008)
Muchas gracias Pod, cómo siempre, eres el que me deja las cosas claras, aunque nos hayamos cruzados pocas veces.
Saludos.
Un monopolo magnético es un partícula hipótetica que consiste en un imán con un solo polo magnético. La idea la planteó Paul Dirac en 1931 y con ella se podría explicar la cuantización de la carga eléctrica. Con los monopolos magnéticos, además, se pueden escribir las ecuaciones de Maxwell de forma completamente simétrica ante un intercambio de las cargas magnéticas y eléctricas.Escrito por Peregring_Lok0ooo0
Un campo magnético tiene siempre asociados dos polos magnéticos (norte y sur), al igual que un imán. Si se corta un imán en dos partes, cada una tendrá a su vez dos polos magnéticos. Si se sigue el proceso hasta tener únicamente un electrón girando en una órbita, el campo magnético que genera tiene, también, dos polos. Por tanto, clásicamente, los monopolos no existen.
Un monopolo magnético sería una partícula que tendría únicamente un polo magnético (norte o sur). Teóricamente, nada impediría la existencia del monopolo magnético; incluso, su existencia se hace necesaria en algunas teorías de la creación del Universo. No obstante, esto no significa que existan, pues hasta ahora todos los intentos de crear un monopolo magnético en aceleradores de partículas han sido infructuosos.
Aplicando la ley de Gauss a los campos magnéticos se obtiene:
Esta ecuación indica que las líneas de los campos magnéticos deben ser cerradas. Esto expresa que sobre una superficie cerrada, sea cual sea ésta, no seremos capaces de encerrar una fuente o sumidero de campo. Por lo que una supuesta partícula que emite un campo magnético B dentro de una superficie cerrada, tiene un flujo magnético a través de esa superficie igual a cero ya que entran en esa superficie tantas líneas de campo magnético como salen por la presencia de dipolos magnéticos.
Así pues, esto expresa la no existencia del monopolo magnético. Si en algún momento se demuestra que esta integral tiene un valor distinto de cero, se demostrará la existencia de monopolos magnéticos, y la Ley de Gauss para el campo magnético debería modificarse para adoptar la forma:
donde ρm correspondería a la densidad de monopolos magnéticos. Esta densidad de carga lleva aparejada una densidad de corriente
, la cual obliga a modificar la ley de Faraday, que pasaría a escribirse como
Asimismo, habría que ampliar la expresión de la Ley de Fuerza de Lorentz, para incluir la fuerza sobre cargas magnéticas
con
y
el campo magnético y el desplazamiento eléctrico en el vacío.
Hallazgos [editar]
En 1974 los físicos Geradt Hooft y Alexandr Poliakov mostraron independientemente que de las teorías de campo unificadas podía deducirse que los monopolos magnéticos debían existir, y que tienen una masa muy grande (varios trillones de veces mayor que la masa del protón) aunque serían más pequeños que un protón.
De las teorías del Big Bang se deduce que en los primeros momentos del Universo (en los primeros 10-34 segundos) debieron formarse monopolos magnéticos en grandes cantidades, los cuales se aniquilaron poco después y sólo sobrevivió un cierto número.
Un experimento realizado en la Universidad de Stanford por Blas Cabrera, un hijo de Nicolás Cabrera y nieto de Blas Cabrera, basado en una bobina superconductora mantenida cerca del cero absoluto aparentemente logró detectar la pasada fortuita de un monopolo magnético el día 14 de febrero de 1982 a la 1:53.[1] Sin embargo, no se ha podido repetir la medición. Esto puede deberse a la bajísima probabilidad de encontrar uno por puro azar.
http://es.wikipedia.org/wiki/Monopolo_magn%C3%A9tico
Cuándo copies que no se note tanto xD
_FoX_ (31/12/2008)
Hola.Un monopolo magnético es un partícula hipótetica que consiste en un imán con un solo polo magnético. La idea la planteó Paul Dirac en 1931 y con ella se podría explicar la cuantización de la carga eléctrica. Con los monopolos magnéticos, además, se pueden escribir las ecuaciones de Maxwell de forma completamente simétrica ante un intercambio de las cargas magnéticas y eléctricas.
Un campo magnético tiene siempre asociados dos polos magnéticos (norte y sur), al igual que un imán. Si se corta un imán en dos partes, cada una tendrá a su vez dos polos magnéticos. Si se sigue el proceso hasta tener únicamente un electrón girando en una órbita, el campo magnético que genera tiene, también, dos polos. Por tanto, clásicamente, los monopolos no existen.
Un monopolo magnético sería una partícula que tendría únicamente un polo magnético (norte o sur). Teóricamente, nada impediría la existencia del monopolo magnético; incluso, su existencia se hace necesaria en algunas teorías de la creación del Universo. No obstante, esto no significa que existan, pues hasta ahora todos los intentos de crear un monopolo magnético en aceleradores de partículas han sido infructuosos.
Aplicando la ley de Gauss a los campos magnéticos se obtiene:
Esta ecuación indica que las líneas de los campos magnéticos deben ser cerradas. Esto expresa que sobre una superficie cerrada, sea cual sea ésta, no seremos capaces de encerrar una fuente o sumidero de campo. Por lo que una supuesta partícula que emite un campo magnético B dentro de una superficie cerrada, tiene un flujo magnético a través de esa superficie igual a cero ya que entran en esa superficie tantas líneas de campo magnético como salen por la presencia de dipolos magnéticos.
Así pues, esto expresa la no existencia del monopolo magnético. Si en algún momento se demuestra que esta integral tiene un valor distinto de cero, se demostrará la existencia de monopolos magnéticos, y la Ley de Gauss para el campo magnético debería modificarse para adoptar la forma:
Hallazgos [editar]
En 1974 los físicos Geradt Hooft y Alexandr Poliakov mostraron independientemente que de las teorías de campo unificadas podía deducirse que los monopolos magnéticos debían existir, y que tienen una masa muy grande (varios trillones de veces mayor que la masa del protón) aunque serían más pequeños que un protón.
De las teorías del Big Bang se deduce que en los primeros momentos del Universo (en los primeros 10-34 segundos) debieron formarse monopolos magnéticos en grandes cantidades, los cuales se aniquilaron poco después y sólo sobrevivió un cierto número.
Un experimento realizado en la Universidad de Stanford por Blas Cabrera, un hijo de Nicolás Cabrera y nieto de Blas Cabrera, basado en una bobina superconductora mantenida cerca del cero absoluto aparentemente logró detectar la pasada fortuita de un monopolo magnético el día 14 de febrero de 1982 a la 1:53.[1] Sin embargo, no se ha podido repetir la medición. Esto puede deberse a la bajísima probabilidad de encontrar uno por puro azar.
Es la segunda vez que fusilas un artículo de la wikipedia en este foro. Aunque hasta donde se no está prohibido por las reglas del foro si que resulta molesto. No creo que nadie en este foro desconozca la existencia de la wikipedia. Si te parece útil la información que allí se pone, es mejor que pongas el enlace.
Hola a todos. Para Peregring_Lok0ooo0 :
Intentemos una aproximación al tema desde su costado
fenoménico. Analicemos dos casos y después veamos
que no hay en realidad dos, sino uno.
Caso 1: La corriente cerrada (espira, electrón con spin, el
ejemplo que nos guste). Para ser más gráficos pensemos
en una espira de alambre. La espira corresponde
geométricamente a una línea cerrada trazada sobre una
superficie, que puede o no ser plana. Esta superficie
tiene dos caras y según desde cuál cara te aproximes a
la espira verás a los vectores (pseudovectores en
realidad) del campo magnético apuntando hacia tí o en
sentido contrario. No puedes evitar que la clase de
superficie capaz de contener la forma de la espira tenga
dos caras y por eso no puedes evitar que el campo
magnético de la espira sea bipolar. Es decir mientras tu
campo magnético se relacione con espiras o con algo
topológicamente equivalente será bipolar.
Pregunta: ¿Puede un campo magnético ser consecuencia
de algo que no tenga relación con corrientes ni con
espiras? Sí, pues la variación de un campo eléctrico
causa ante el observador la aparición de un campo
magnético. Y la causa sin necesidad de soportes
materiales. Es decir la causa también en el vacío.
Caso 2: Campo magnético debido a la variación del
campo eléctrico. Este fenómeno suscitó debate desde
antes de lograr Maxwell la formulación completa del
electromagnetismo. Finalmente fue lograda una
formulación general, que abarca sin contradicciones a
todas las formas de producir campos magnéticos. En
esa formulación aparecen la corriente vulgar y una
derivada del campo eléctrico variable, que se suma con
la corriente. La suma funciona virtual y
matemáticamente como la corriente total responsable
de generar el campo magnético. En el vacío la corriente
vulgar no existe y queda la derivada, que por cumplir
todo lo que se espera de una corriente ha sido
denominada corriente de desplazamiento. Cumple tan
bien lo que se espera de una corriente en la generación
del campo magnético que permite definir una superficie
como hicimos en el caso de la espira y verificar que no
podemos evitar topológicamente la bipolaridad, pues el
tipo de superficie involucrado nuevamente tiene dos
caras. Es decir sea materialmente o sea virtualmente
la teoría de Maxwell traza una similitud y una
equivalencia entre todas las formas de producir campos
magnéticos.
Aún así, ¿queda alguna esperanza teórica para el
monopolo magnético? ¿Intentaremos buscarla
imaginando líneas de corriente trazadas sobre cintas
de Möbius o sobre algún tipo de superficie de una sola
cara? ¿Sería posible un trazado así? Estas preguntas
exceden el marco de lo que hoy está bien establecido
en física y el marco de los datos aportados por
experimentos muy cuidadosos, que no han detectado
señales certeras de la existencia de monopolos.
Hasta aquí llega lo que alguna vez averigüé cuando
me hice las mismas preguntas que Peregring_Lok0ooo0.
Y eso que averigüé me dejó pensando que mientras las
ecuaciones de Maxwell (en sus versiones clásica y
cuántica) permanezcan inamovibles hay datos ciertos
respecto a la topología y a las propiedades del espacio
físico que no pueden ser olvidados ni reemplazados por
hipótesis alternativas, por mucho que nos entusiasmen.
Participé relatando una experiencia personal porque los
elementos formales y teóricos del tema fueron bien
aportados por otras personas, en notas directas o en los
enlaces que incluyeron en sus notas.
Un saludo cordial.
Hola buenas, yo no he estudiado electromagnetismo mas alla de
lo que se enseñaba en FP1 electricidad, pero ultimamente ando con el
tema por que ando construyendo una cosilla q no viene a tema pero
leyendo tu respuesta a mi me ha surgido otra duda, que
quizas hubiera q entender primero, antes de preguntarse si existe
o no el monopolo magnetico, si un campo magnetico existe de todos
modos o solo se crea en el momento que existe cerca un cuerpo
de un polo contrario o susceptible al magnetismo como el hierro o
el aluminio, se me ocurre como comprobacion el ejemplo de las antenas
emisoras de TV; Ya que imaginate que tenemos dos estaciones receptoras separadas de si una distancia considerable y una de esas
dos estaciones, ya sea por el diseño de su antena o por su numero
de ellas es capaz de captar mejor las señales electromagneticas, entonces
pregunto si la estacion grande recibe mejor señal por que es capaz de
captar mayor campo electromagnetico o por que es atraido mas hacia
sus antenas? Dicho en otras palabras, si ampliamos aun mas la capacidad
receptora de la estacion grande mermaria la recepcion de la estacion
poequeña?
Digo, son suposiciones mias, = son chorrezes
Intentemos algo y dime después si te sirvió. En la descripción maxwelliana
lo único capaz de producir campo magnético es una corriente, o la
derivada del campo eléctrico variable (que hace todo lo que se esperaría
de una corriente), o la suma de la corriente con esa derivada cuando
existen ambas. Una corriente es carga en movimiento. Y el movimiento
cumple las condiciones relativistas. Es decir lo que aparece moviéndose
en una forma un sistema de referencia puede aparecer moviéndose en
otra forma en otro sistema y hasta puede aparecer en reposo. Es decir
un campo magnético puede aparecer en un sistema y no en otro, o puede
tener otras características. La derivada del campo eléctrico variable no
suele ser concebida como carga en movimiento, pero una derivada
temporal depende del movimiento relativo y reaparecen las posibilidades
que mencionamos antes en el caso de la corriente. Todo lo que pueda
afectar al movimiento o a la derivación respecto del tiempo afectará al
campo magnético.
En emisión la antena es la puerta por donde sale al espacio circundante
la energía provista por un oscilador electromagnético. En las estaciones
radioemisoras el oscilador es un dispositivo electrónico, que tiene un par
de contactos por donde entrega energía. Un cable lleva la energía
oscilante desde ese par de contactos hasta la antena, que
preferentemente se ubica en un lugar donde no esté rodeada de
obstáculos, como la terraza de un edificio muy alto o como un mástil
construido especialmente para elevar la antena. Esto significa que la
antena emite al espacio circundante solamente la energía provista por
el oscilador electromagnético.
Ahora intentemos comprender un poco la geometría de la radiación
emitida. Es decir intentemos aproximarnos fenomenológicamente al
concepto de frente de onda. ¿Puedes imaginar un juguete que genere
pompas de jabón automática y autónomamente? Es decir que lo haga
sin la intervención de una persona y que tenga dentro de sí el líquido
jabonoso y el aire para formar las burbujas. Cuando inicia su función
forma la primera burbuja, que comienza a expandirse. Sin esperar a que
se expanda mucho, sino apenas hay un poco de lugar forma otra y así
sucesivamente. Si quieres puedes imaginar un líquido teñido de color.
Imagina dos colores, rojo y azul, que pueden administrarse para ponerlos
más concentrados en unas burbujas y menos concentrados en otras,
de modo tal que cada burbuja salga con una intensidad de color distinta
dentro del color básico que le corresponde, rojo o azul. Imaginemos que
la primera burbuja pertenece al conjunto azul pero es incolora porque su
intensidad de azul es igual a cero. La segunda es casi incolora, pero tiene
un poquito de azul casi imperceptible. La intensidad de azul aumenta con
cada burbuja nueva hasta llegar a un máximo y después decrece hasta
cero. Se ha cumplido el semiciclo azul de la emisión de burbujas. Ahora
comienza el semiciclo rojo desde incoloro hasta el rojo máximo, después
la intensidad de rojo decrece hasta cero y es el turno de otro semiciclo
azul. El proceso se repite sucesivamente mientras funciona el juguete.
¿Puedes imaginar toda esa sucesión de burbujas que despliegan en el
tiempo y en el espacio una variación en dos colores? En el tiempo pues no
son emitidas todas en el mismo instante ni pueden en un mismo instante
incidir todas juntas sobre un obstáculo que se interponga en su camino.
Y en el espacio porque la zona azul correspondiente a un semiciclo tiene
un tamaño igual a media longitud de onda y la zona roja correspondiente al
otro semiciclo tiene también un tamaño igual a media longitud de onda, de
modo tal que las dos zonas correspondientes a un ciclo entero tienen
juntas un tamaño igual a la longitud de onda.
Si a cada color lo relacionas con un signo (+ o -) , las variaciones de color
son análogas a las variaciones del campo eléctrico o del campo magnético
en la propagación, pues ambos campos varían desde cero hasta un máximo
positivo, regresan a cero, van hasta un máximo negativo (que los buenos
matemáticos denominarían mínimo) y regresan otra vez a cero. Entonces a
cada burbuja emitida en un instante dado puedes compararla con un frente
de onda. Es decir puedes imaginar que un emisor de radiación EM lanza
hacia el espacio circundante una sucesión de burbujas, cada una con un
signo y una intensidad de campo.
¿Qué le ocurre a la burbuja cuando la expansión supera la elasticidad
viscosa del líquido jabonoso? Estalla y las esquirlas del estallido son unas
gotitas pequeñísimas que siguen viajando en la dirección de la expansión.
Antes del reventón había moléculas de líquido alejándose del juguete a la
velocidad de expansión de las burbujas y después del reventón cada
molécula conserva esa misma velocidad. Solamente cambia la distribución
de las moléculas, que antes formaban una superficie continua que envolvía
completamente al juguete y ahora forman gotitas individuales con
espacios vacíos entre ellas, de modo tal que no existe una superficie
continua envolviendo al juguete. Lo mismo sucede con los frentes de onda
de la radiación EM. Cerca del emisor (zona cercana, según la denominación
técnica) los frentes de onda son continuos. Cuando llegan a la distancia
crítica la distribución de la energía cambia y se forman porciones
discretas, que son los cuantos de radiación. La distancia crítica depende
de la longitud de onda. Para longitudes pequeñas (que en la práctica
corresponden casi siempre a frecuencias altas) la zona crítica está casi
en el mismo punto donde se origina la emisión. Por eso en el caso de la
luz, de los rayos X y de los rayos gamma, es decir en el caso de
longitudes de onda del orden del tamaño atómico o menores, la
distribución discreta es la única detectada, al menos por los instrumentos
actuales.
Sé que incluí más conceptos que aquellos estrictamente necesarios para
responder a tu duda y que, realmente, aún falta responder. Pero supuse
que la inclusión de esos conceptos te ayudaría a comprender el tema con
la soltura que da una experiencia adquirida. Si los ejemplos estuvieron bien
redactados y si lograste imaginar todo lo sugerido, entonces la experiencia
ya está en tí. Ahora respondamos tu duda específica.
¿Cómo puede una antena receptora atraer hacia sí la radiación? La
relatividad general indica que para cambiar perceptiblemente la trayectoria
de los rayos de luz o, en general, de la radiación electromagnética, se
requieren objetos tan masivos como estrellas u otros mayores. Una antena
no tiene toda esa masa. Si tu idea de atraer implica desviar la radiación
hacia la antena, entonces no sucederá. Y si te gusta razonar
exquisitamente puedes suponer que sucede en una proporción
verdaderamente despreciable para todos los fines que puedan
interesarnos. Para mejorar la recepción tienes básicamente dos recursos.
Uno es agrandar la antena para interceptar un trozo mayor del frente de
onda y colectar una fracción mayor de la energía que el emisor lanza hacia
su entorno. Pero aunque sea grande, si tu antena es ineficiente colectará
poca energía, pues desperdiciará gran parte de lo que intercepta. Existen
diseños de antenas eficientes y hay toda una rama de la ingeniería
dedicada a eso. Respecto a dos estaciones receptoras que desean
captar la misma transmisión puedes deducir tú mismo lo que ocurre. Lo
normal es que cada estación esté emplazada en un sitio propio y no las
dos emcimadas en el mismo sitio. Los sitios pueden estar próximos y hasta
distar pocos metros. Pero supongamos que las antenas no están
encimadas. Si aumentamos la eficiencia de una, ¿afectará eso a la
cantidad de energía que recibe la otra? Piensa que cada antena intercepta
una parte del frente de onda distinta de la parte que intercepta la otra
antena. Si quieres responde tú mismo y después dialogaremos.
Mi mejor saludo para tí y para todas las personas que frecuentan el foro.
Última edición por chap; 04/02/2009 a las 20:49:00. Razón: Quitar partes ambiguas. (Ahora la descripción quedó más precisa pero menos vívida).
Hola a todos,
Para entender cosas abstactas soy partidario de compararlas con cosas "lógicas". Así pues, mi equivalente más parecido a un imán, en un mundo más Newtoniano, vendría a ser una bomba hidráulica. En este caso, toda el agua que sale por un lado debe de entrar por el otro. Lo que pasa cuando se pone una bomba al centro de un recipiente redondo es que se crea una corriente de agua que va de la salida a la entrada, de un modo parecido al campo magnético.
Aunque a efectos prácticos está muy bien diferenciar la salida de la bomba (norte del imán) y la entrada (sur), cuando se profundiza un poco se debe ver como un sistema que acelera las partículas de agua. De este modo, uno puede ver claramente que no es posible que una bomba de agua expulse agua por un lado sin que le entre por el otro (equivalente a tener un solo polo). Y del mismo modo que una bomba de agua tan solo mueve particulas de un lado a otro, un imán alinea los espines de los átomos, consiguiendo un efecto parecido.
Espero haver ayudado. Saludos!
Hola. Para Brothe_r : El hilo es viejo pero el ejemplo que das es bueno. Un saludo.
2º NO, NO se rompe siempre con intencion de repelerse, pero si que es lo mas probable,
un iman no es uno, sino muchos soldaos entre ellos, supongamos N arriba, S abajo, entre ellos tienden a atraerse en vertical, pero en horizontal tienden a separarse.
ahora hay en ebay y por todos laos unos neodinios asequibles, intenta hacer uno grande pegando pequeños, en vertical lo tienes facil, pero en horizontal te va a costar.
OJO con los neodinios, porque explotan facil, son muy fragiles, y soy testigo, no explosion quimica con llamas y fuego, pero saltan como metralla. PELIGROSO.
Brote de rayos gamma
Creo que estás confundiendo cosas. Si acercas dos imanes, intentarán orientarse uno al revés del otro (de forma que los polos opuestos queden en contacto) ya que así minimizan la energía del dipolo. Pero si consigues hacerlo equilibradamente, de forma los cuatro polos (los dos de cada imán, claro) estén alineados, notarás el efecto que ya expliqué hace seis meses. Pero son dos cosas diferentes.
Y, desde luego, si es en vertical, en horizontal o en oblicuo no tiene ningún efecto, ya que la gravedad y el electromagnetismo no se acoplan demasiado...
"Si un problema tiene solución, ¿por qué te preocupas? Y si no tiene, ¿por qué preocuparse?"
"En la vida, puedes hacer muchas cosas. Después ya no."
"Discutir cuece. Debatir enriquece."
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