Question

Uma partícula carregada pode mover-se num campo magnético sem sofrer a ação de uma força? Como?

Answer 1

Numa seção futura veremos que é bem fácil criar um campo magnético que seja uniforme num volume de alguns litros ou até alguns metros cúbicos. Sem nos preocupar no momento como isto pode ser feito, vamos estudar o comportamento de uma partícula eletricamente carregada que foi introduzida numa região V com campo magnético constante e com campo elétrico nulo. Há uma dificuldade na análise deste problema. Antes de introduzir a partícula naquele volume V , os campos tinham os valores E r( ) = 0 e ( ) 0 B r B const = = . para r ∈ V . Mas, uma vez que jogamos a partícula neste volume, os campos não serão mais os mesmos, pois a própria partícula dá uma contribuição para o campo elétrico e certamente também para o campo magnético. Vimos na seção 1.4 que o campo gerado pela própria partícula é singular na posição da partícula. A parte singular do campo tem que ser removida fazendo uma média de valores do campo sobre a superfície de uma esfera com centro na posição da partícula e tomando um limite mandando o raio desta esfera para zero. Pode-se mostrar que, para o caso de uma partícula em repouso ou em movimento retilíneo uniforme, este procedimento de retirada de singularidade resulta na eliminação total de força que a partícula exerce sobre si mesma. Mas isto não é o caso quando há aceleração. Neste caso a remoção da parte singular do campo não elimina toda a força devido ao campo gerado pela própria partícula. Já enfrentamos este problema na seção 3.4 quando discutimos a aceleração de elétrons no tubo de Braun. Naquela ocasião mencionamos uma fórmula cuja dedução é vista numa disciplina muito mais avançada e que informa a potência irradiada por uma carga acelerada. Citamos esta fórmula aqui de novo: 2 2