Energía electromagnética

La energía electromagnética es la cantidad de energía almacenada en una región del espacio o tiempo que podemos atribuir a la presencia de un campo electromagnético, y que se expresará en función de las intensidades del campo magnético y campo eléctrico. En un punto del espacio la densidad de energía electromagnética depende de una suma de dos términos proporcionales al cuadrado de las intensidades del campo.

Energía electromagnética

La energía contenida en un campo electromagnético usando unidades c.g.s. viene dada por una suma de los cuadrados de los campos eléctrico y magnético:

( 1a)

En unidades del sistema internacional viene dado por:

( 1b)

Puede probarse que, cuando las aceleraciones de las cargas son muy pequeñas, la cantidad anterior sumada a la energía cinética de las cargas se conserva, es decir, se satisface la relación:

Por tanto si se define una cantidad llamada tenemos una ley de conservación de la energía en presencia de campos electromagnéticos.

Radio clásico del electrón

En mecánica relativista masa y energía son "equivalentes". Eso implica que cualquier sistema físico con energía debería presentar una cierta inercia. Un intento original de explicar la masa del electrón fue suponer que éste podría ser pensado como una esfera de radio re sin masa fuera de la cual existía el campo eléctrico. Al tratar de mover el electrón este arrastraría a su campo eléctrico generando así una inercia, que sería vista como una masa efectiva. Asumiendo esas hipótesis la energía del campo eléctrico de un electrón medida por un observador en reposo respecto a él es:

Despejando re de la ecuación anterior, obtenemos un valor estimado del radio del electrón llamado "radio clásico" del electrón e:

Energía de campos variables

Cuando un campo magnético es variable en una región del espacio desprovista de partículas cargadas este toma la forma de onda electromagnética. En ese caso la energía electromagnética puede calcularse a partir del cuadrado de la amplitud de esa onda electromagnética.

Este tipo de fenómeno es el que se da en las llamadas ondas electromagnéticas, como la luz, las ondas de radio y tv, las microondas, los rayos infrarrojos, los rayos ultravioleta, los rayos X o los rayos gamma de la radiactividad.

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