Por que uma carga em movimento irradia onda eletromagnética?

É sabido que uma carga em repouso gera um campo elétrico estático. Quando essa carga é acelerada, o campo elétrico gerado será variável. As linhas de força do vetor campo elétrico sofrem deformação com o movimento da carga; uma dobra nessas linhas gera uma deformação em forma de bolha esférica sendo inflada que afasta-se na velocidade da luz. O volume dessa bolha está todo preenchido pelo campo magnético. A energia eletromagnética se propaga de modo que os dois campos, magnético e elétrico, são ortogonais entre si, ou seja, seu vetor poynting não é nulo.

download

Deformação nas linhas de campo elétrico em forma de bolha

O vetor poynting é uma grandeza vetorial que descreve o módulo, direção e sentido do fluxo de energia transportado por ondas eletromagnéticas e consequentemente, direção e sentido da propagação da onda, dado por S = (1/µ0)ExB. Este é normal a superfície da bolha e aponta para fora, o que garante que a bolha esteja em expansão. A região de fora da bolha ainda não sofreu nenhuma perturbação por conta do movimento da carga e as linhas do campo elétrico ali permanecem como inicialmente, antes da carga ser movimentada. Ou seja, não existe campo magnético nessa região ainda, de modo que o vetor poynting é nulo.

O campo elétrico variável gerado pela aceleração da carga produz por sua vez um campo magnético variável. O campo magnético variável gera um campo elétrico variável, conforme as equações de Maxwell. Essa sucessão de campos elétricos e magnéticos se alimentam mutuamente e essa perturbação eletromagnética com comportamento ondulatório se propaga pelo espaço de forma autônoma e independente da fonte que o criou, sem precisar de meio material para se propagar.

Anúncios

Deixe um comentário

Preencha os seus dados abaixo ou clique em um ícone para log in:

Logotipo do WordPress.com

Você está comentando utilizando sua conta WordPress.com. Sair /  Alterar )

Foto do Google

Você está comentando utilizando sua conta Google. Sair /  Alterar )

Imagem do Twitter

Você está comentando utilizando sua conta Twitter. Sair /  Alterar )

Foto do Facebook

Você está comentando utilizando sua conta Facebook. Sair /  Alterar )

Conectando a %s