Primaria El magnetismo es una onda electromagnetica?

[luigi]

Sino he entendido mal, la particula portadora del magnetismo es el foton, y la radiacion electromagnetica esta formada por fotones... Pienso que este razonamiento esta mal, pero no se porque. Gracias.

[[Beto]]

Re: El magnetismo es una onda electromagnetica?

Si te refieres a que el fotón es la partícula encargada de transmitir la interacción electromagnética es correcto.

[luigi]

Re: El magnetismo es una onda electromagnetica?

Lo que no veo claro, es que si la particula que transmite el magnetismo es el foton y en la radiacion electromagnetica tambien, que diferencia hay entre el magnetismo y la radiacion electromagnetica si en las dos interviene el foton. Ya se que no es correcto pero a mi entender es como si el magnetismo tuviera que formar parte del espectro electromagnetico.

[polonio]

Re: El magnetismo es una onda electromagnetica?

El magnetismo no es nada distinto al electromagnetismo. El campo electromagnético tiene dos componentes (es suma de dos campos): el campo eléctrico y el campo magnético.

[natanael]

Re: El magnetismo es una onda electromagnetica?

Esto es lo que tengo entendido hasta ahora, para que exista una partícula (que produzca interacción con el medio) ésta tiene que poseer cierta energía con respecto al medio que lo rodea, un fotón tiene energía proporcional a su longitud de onda, onda es sinónimo de variacion, pero de qué?, de un campo electrico o magnetico, pero para que exista dicha onda electromagnetica y por ende dicho fotón, tiene que haber una dirección de propagación dada por un vector llamado poynting, que se define como $\dst \vec{S}=\vec{E}\times\vec{H}$, este vector representa la dirección de propagación de máxima energía, donde las variaciones vectoriales del campo electrico y magnetico son máximas cuando estas son perpendiculares entre sí, allí es donde se puede considerar la onda como "electro - magnetica". Ahora el fotón no sólo transmite las variaciones electromagneticas, porque existen direcciones donde los vectores $\dst \vec{E}$ y $\dst \vec{H}$ que varían con el tiempo, pueden ser paralelos y el producto cruz daría 0, ahora esto no quiere decir que en estas direcciones no existan variaciones de un campo magnetico o electrico, es decir existe una variacion y esta variacion es transmitida tambien por el fotón.

Ahora mi pregunta siempre ha sido si estas variaciones son transversales a la dirección de propagación

[polonio]

Re: El magnetismo es una onda electromagnetica?

Esto es lo que tengo entendido hasta ahora, para que exista una partícula (que produzca interacción con el medio) ésta tiene que poseer cierta energía con respecto al medio que lo rodea, un fotón tiene energía proporcional a su longitud de onda, onda es sinónimo de variacion, pero de qué?, de un campo electrico o magnetico, pero para que exista dicha onda electromagnetica y por ende dicho fotón, tiene que haber una dirección de propagación dada por un vector llamado poynting, que se define como $\dst \vec{S}=\vec{E}\times\vec{H}$, este vector representa la dirección de propagación de máxima energía, donde las variaciones vectoriales del campo electrico y magnetico son máximas cuando estas son perpendiculares entre sí, allí es donde se puede considerar la onda como "electro - magnetica". Ahora el fotón no sólo transmite las variaciones electromagneticas, porque existen direcciones donde los vectores $\dst \vec{E}$ y $\dst \vec{H}$ que varían con el tiempo, pueden ser paralelos y el producto cruz daría 0, ahora esto no quiere decir que en estas direcciones no existan variaciones de un campo magnetico o electrico, es decir existe una variacion y esta variacion es transmitida tambien por el fotón.

Ahora mi pregunta siempre ha sido si estas variaciones son transversales a la dirección de propagación

¡Vaya lío tienes montado! Por favor, si no sabes bien de qué hablas, no escribas estas cosas que hace que los usuarios de foro se líen aun más de lo que estaban.

Tienes que aclarar los siguientes conceptos: onda, campo, interacción, descripción ondulatoria de los campos, descripción corpuscular,...

En fin, en esta misma web puedes aclarar estos conceptos. Incluso podrías leer esta entrada de la Wikipedia.

Y, sí, las variaciones del campo electromagnético son perpendiculares a la dirección de propagación (las ondas electromagnéticas son transversales): ten en cuanta que el vector de Poynting, que nos da la densidad de energía irradiada y también nos da la dirección de propagación de la onda, es el producto vectorial de los campos eléctrico y magnético, luego es perpendicular a ambos. Todo esto es una descripción ondulatoria del electromagnetismo.

Por otra parte, la interacción electromagnética se puede describir como intercambio de fotones (partículas). Esto es una descipción cuántica.

Con ambas descripciones (usando ambas herramientas matemáticas) estamos tratando el mismo fenómeno.

[natanael]

Re: El magnetismo es una onda electromagnetica?

Hola, en realidad no sé porque está mal tratar de describir el fenómeno del electromegnetismo con fenómenos cuánticos y ondulatorios al mismo tiempo, pero hay cosas que no se pueden desligar, por ejemplo la energía es la misma cosa, se tome en una descripción corpuscular u ondulatoria, ejemplo: puede existir un fotón sin energía, sin dirección y sentido de movimiento, yo creo que nó, pues lo mismo creo que sucede en la descripción andulatoria, dada una fuente de radiación (variación) no creo que exista una zona del espacio que no posea energía o un punto del mismo en el que no se pueda determinar la dirección y el sentido de propagación de dicha variación, dada éstas caracteristicas muy sencillas y sin necesidad de explicación matematica uno puede concebir directamente una imagen mental sobre cómo es esto de los fotones y las ondas electromagneticas. Eso es lo que trato de hacer cada véz que participo comentando en un hilo. Aunque realmente tienes razón, yo tengo como 2 hilos creados donde presento dudas sobre estos tópicos en específico. El problema es que siempre recibo respuestas muy "secas" (sencillas), y esto es un pecado para un físico.

Quisiera saber donde están las contradicciones en estas dos participaciones que he tenido, por favor, es para saber y no volver a cometer estos errores en este contexto en específico!

[luigi]

Re: El magnetismo es una onda electromagnetica?

El magnetismo no es nada distinto al electromagnetismo. El campo electromagnético tiene dos componentes (es suma de dos campos): el campo eléctrico y el campo magnético.

¿Pues en que zona del espectro electromagnetico estaria el magnetismo producido por un iman?

[polonio]

Re: El magnetismo es una onda electromagnetica?

Si el campo magnético que produce un imán no varía en el tiempo, es un campo estacionario, no se propaga en forma de onda. Y, lo más normal, es que un imán no varíe en el tiempo (al menos, de forma apreciable). Así que no se le puede asociar ninguna frecuencia.

Insisto: una onda se produce cuando hay una perturbación (y se propaga), esto es, una magnitud varía en el tiempo. Si no hay variación en el tiempo, no hay onda.

[polonio]

Re: El magnetismo es una onda electromagnetica?

Hola, en realidad no sé porque está mal tratar de describir el fenómeno del electromegnetismo con fenómenos cuánticos y ondulatorios al mismo tiempo, pero hay cosas que no se pueden desligar, por ejemplo la energía es la misma cosa, se tome en una descripción corpuscular u ondulatoria, ejemplo: puede existir un fotón sin energía, sin dirección y sentido de movimiento, yo creo que nó, pues lo mismo creo que sucede en la descripción andulatoria, dada una fuente de radiación (variación) no creo que exista una zona del espacio que no posea energía o un punto del mismo en el que no se pueda determinar la dirección y el sentido de propagación de dicha variación, dada éstas caracteristicas muy sencillas y sin necesidad de explicación matematica uno puede concebir directamente una imagen mental sobre cómo es esto de los fotones y las ondas electromagneticas. Eso es lo que trato de hacer cada véz que participo comentando en un hilo. Aunque realmente tienes razón, yo tengo como 2 hilos creados donde presento dudas sobre estos tópicos en específico. El problema es que siempre recibo respuestas muy "secas" (sencillas), y esto es un pecado para un físico.

Quisiera saber donde están las contradicciones en estas dos participaciones que he tenido, por favor, es para saber y no volver a cometer estos errores en este contexto en específico!

Errar es humano. Y, no sólo eso, hace grande a los humanos. Si te equivocas seguro que podrás aprender. Así que haces bien en participar lo que puedas. Sólo te digo que, ¡vaya lío! que tienes... Repásate los conceptos que te he dicho.

[natanael]

Re: El magnetismo es una onda electromagnetica?

luigi aquí está un link, tómalo como una lectura complementaria si quieres entender esto del electromagnetismo y campos magneticos estáticos, y cómo más o menos tienes que imaginar los fotones, no es la última palabra pero está bueno el artículo,

http://francisthemulenews.wordpress....ica-elemental/

[polonio]

Re: El magnetismo es una onda electromagnetica?

El artículo te dice, más o menos de forma acertada, que no uses el fotón (que es un concepto cuántico) de ninguna manera para un fenómeno de elctromagnetismo clásico y, aun menos, para un fenómeno magnetostático.

[luigi]

Re: El magnetismo es una onda electromagnetica?

He leido el artiuclo del enlace y me quedo con esta pregunta:

¿Eres físico de profesión? ¿Sabes lo que es un fotón?
Atención, pregunta: ¿cómo explicarías un campo magnético estático utilizando solamente fotones? O mejor, cómo se lo explicarías a alguien que no sabe nada de electrodinámica cuántica y/o electromagnetismo relativista.

La respuesta? Gràcias

[natanael]

Re: El magnetismo es una onda electromagnetica?

Te voy hacer una analogía aunque no sea la más apropiada pero puede ayudarnos a algo.

Todos los campos de fuerzas pueden describirse como un campo vectorial, es decir tienes que imaginarte para cada punto del espacio un vector con un módulo una dirección y un sentido bien definido como en la imagen. Por ejemplo el campo gravitatorio, obiamente tiene un sentido y una dirección que apuntan hacia el centro de la tierra, esto en cada punto donde te pares, ahora el módulo o la magnitud en sí que es lo que nos interesa, sabemos que varía con la altura, si por ejemplo estubiéramos muy alto, vá a llegar un momento en que la atracción gravitatoria vá a ser muy débil, y muy cerca del nucleo de la tierra es muy intenso y nos aplastaría la gravedad. Igual es el campo magnetico estático, varía conforme te alejas del centro del campo, pero estos vectores no apuntan hacia el centro del campo (llamemos centro el punto donde exista más atración magnetica), sinó que todos estan orientados en las direcciones de las rectas tangentes a circunsferencias concentricas al centro del campo como se muestra en la imagen



Este campo es producido por una corriente que circula por un hilo conductor. Ahora te preguntaras porqué tiene esa geometría si por ejemplo en un imán las campos magneticos tienen otra forma bien definida y muy distinta a la del hilo conductor, pues aquí es donde hay más problemas para entender el campo magnetico, y la principal causa de esto es porque en muchas representaciones graficas de campos magneticos se hacen de esta forma:



Esto es un error, pues caulquiera pudiera pensar en que el campo nace en el polo norte del imán y muere en el sur, existiendo como una especie de fuente en el norte y sumidero en el polo sur, pero una imagen más expicada es esta:



Como puedes notar las lineas no nacen o mueren sino que describen trayectorias cerradas y ninguna de estas líneas toca a las otras. Como vez ambos campos de fuerzas tiene propiedades geometricas parecidas, igual pasa en el campo formado por un selenoide.

Estas propiedades las entiendes mejor cuando conoces el concepto de rotacional y divergencia, que de cierta forma describen y generalizan las propiedades de los campos electromagneticos. Pero eso es muy profundo y yo no lo entiendo muy bien, sólo te puedo contar lo que sé, y que no hay que ser un genio para entenderlo.

Como vez hasta ahora no he hecho uso del termino fotón para explicar lo que es un campo magnetico estático porque realmente creo que no se puede usando solo los fotones, pero..... ahora fíjate algo, el campo magnetico produdico por un hilo conductor no es constante, ya que el depende de la intensidad de la corriente que circula por el hilo, por lo tanto para toda variación de la intensidad de la corriente debe existir una varición sólo en las magnitudes de los vectores que decriben dicho campo en espacio, su dirección y sentido siguen siendo los mismos.

Resulta pasa y acontece que los electrones o cargas electricas que giran en el átomo pueden percibir estas variaciones, ya que sólo una carga electrica con aceleración puede sentir estas fuerzas magneticas, pero en este caso imaginemos una carga quieta en el espacio, sin movimiento y en presencia de un campo magnetico constante, efectivamente sabemos que esta carga no vá a percibir fuerzas debidas a esta campo, pero que sucede si variamos la intensidad de corriente, sabemos que el campo variaría conforme varia la intesidad de la corriente. Ahora tienes que hacer un esfuerzon mental e imaginar como estos vectores cambian de magnitud a medida que la propagación de la variación llega hasta el electrón, y si nos concetramos en ese eceario sería relativo decir que el electrón está quieto y los vectores son los que cambian de magnitud, porque el mismo efecto sucedería si acercaramos y alejeramos el electrón del campo magnetico, de estos dos puntos de vista de inducir estas fuerzas en una carga electrica, nacen dos leyes de la electricidad y el magnetismo.

Ahora, bajo este escenario existe un fenómeno de transferencia de energía, es decir la variación de la corriente produce un campo magnetico variable que por el simple hecho de que la partícula (electrón) se mueva, quiere decir que estas variaciones llevan energía de un lugar a otro, y parte de esta energía fué absorvida por el electrón. Pero que sucede si colocamos el electrón en orbita alrededor de un átomo, pues aquí es donde se presentan los famosos efectos cuánticos, cantidades discretas y no contínuas, donde los electrones absorben la energía de estas ondas magneticas de manera discreta, un ejemplo análogo a dicho efecto es cuando por ejemplo se juega al billar, una bola de billar en movimiento transfiere su energía a las otras casi de forma discreta, contrario a ésto, cuando una ola gigante alcanza un barco, éste no se mueve bruscamente, sinó de manera continua a medida que la onda lo alcanza. Algo parecido debería suceder cuando una onda electromagnetica alcanza una electrón, siendo una partícula como el barco esta debería moverse entre orbitas de manera fluida y proporcional conforme vá llegando la onda, pero nó es así, los electrones saltan a orbitales bien definidos, es decir los electrones describen movimientos discretos y no contínuos, es como si las ondas electromagneticas se comportaran como bolitas de billar (partículas, fotones) chocando con los electrones y cediendo su energía de forma análoga como lo hacen las bolas de billar.

Mejor no sigo con la analogía porque ya esta perdiendo su enesencia, pero todo esto conlleva a muchos problemas, porque si nosotros hacemos que el electrón sea el que se mueva (acelere) en un campo magnetico estático, pasaría lo mismo y el electrón percibiría fuerzas que generarían trabajo (energía) conforme se dezplaza, es decir, no existiendo variación en el campo, aun así es como si existieran fotones interaccionando con el electrón.

Esto es una pequeña historia que me he creado para simplificar las cosas, fotones=particulas?, sabemos que son particulas porque los electrones interactuan con ellos traspasandose enegía de forma discreta, como si se tratara de partículas, su velocidad = C?, porque sencillamente no tienen masa, fotón es la etiqueta conque se disfrazan las variaciones de un campo de fuerzas electrico y magnetico, de hecho los fotones pertencen a un grupo lamado bosones, "particulas portadoras", dequé?, de las variaciones que existen en las fuerzas fundamentales y las interacciones de estas con la materia.

Salvo lo que he dicho en mi propia opinión no es que no crea en los fotones, sinó mas bien que sólo los creamos cuando vamos medir o describir una interacción de caracter ondulatorio, con partículas. Auqnue existe algo bien interesante, es una fucnión producida por sumas de ondas, como vez en la ultima figura, es lo más parecido para describir esta dualidad partícula onda que presentan las interacciones electromagneticas con la materia, sigue siendo una onda pero como vez está concentrada en una región del plano, fino verdad, como las matematicas puden describir lo que sea que invente el hombre, por eso se les llaman teorías, pero hacen prediciones tan correctas que se elevan a un grado superior y son respetadas por la comunidad científica.

Saludos.

[pod]

Re: El magnetismo es una onda electromagnetica?

La pregunta se puede (y debe) contestar únicamente en términos clásicos.

El magnetismo (entendiendo como tal la fuerza que aparece sobre una carga en movimiento en el si de un campo magnético) no es una onda electromagnética. Es un simple campo magnético estático.

Una onda electromagnética, en este contexto, es la encargada de hacer variar el valor del campo magnético (y también del eléctrico, por eso el nombre compuesto).

Un ejemplo muy simple sería el campo magnético creado por un hilo de corriente (el primer dibujo del post #14). Ese es un campo estático, no hay ninguna onda involucrada. Pero si ahora movemos el hilo a otro lugar, el campo magnético debe cambiar. Pero no cambia instantáneamente, el movimiento del cable provoca una onda electromagnética que va actualizando, a la velocidad de la luz, el valor del campo en cada punto. A los puntos que todavía no ha llegado la onda, aún tenemos el valor del campo anterior al movimiento del hilo.

Es algo similar a levantar una sabana. Al hacerlo, no sube toda de golpe como un cuerpo rígido (como si levantáramos una viga), sino que lo hace gradualmente, emitiendo una "onda sábanica".