Radiação Eletromagnética

Quando uma partícula carregada está em repouso em relação a um observador inercial, o observador mede um campo: o campo elétrico da carga. Quando uma partícula carregada está em movimento em relação a um observador inercial, o observador medirá outro campo: o campo eletromagnético da carga.

Existem, portanto, duas componentes do campo - elétrica e magnética - que dependem da velocidade da carga em relação ao observador: portant se trata do campo eletromagnético da partícula.

Quand uma partícula se move através do campo eletromagnético produzido por outra partícula, ela experimenta uma força dada por:


que é a descrição da interação eletromagnética da partícula em termos do campo.

A energia de um campo eletromagnético no vácuo é


Para um campo eletromagnético estático, a energia permanece constante. Para um campo eletromagnético dependente do tempo, a energia eletromagnética varia com o tempo. Esta variação do campo eletromagnético da origem a ondas que se propagam com a velocidade da luz (no vácuo):

A onda carrega a energia de um campo eletromagnético - radiação eletromagnética.

Uma carga em repouso em relação ao observador produz um campo estático e, portanto, não radia energia eletromagnética. Uma carga em movimento retilíneo uniforme produz um campo cujo total da energia permanece constante, e també não radia. Em uma carga em movimento acelerado, o total da energia eletromagnética varia com o tempo e, portanto, radia energia eletromagnética. A razão da radiação da energia é

Se a carga deve ser mantida em movimento acelerado, a energia pode ser compensada pela energia transferida como radiação. Se uma carga rápida bate no alvo e é parada, uma parte substancial do total da energia sei como radiação - radiação de desaceleração ou Bremsstrahlung.

A energia radiada por uma partícula carregada pode ser absorvida por outra partícula carregada, a qual está sujeita à ação do campo produzido pela primeira partícula. A interação entre duas partículas carregadas é a troca da energia por emissão e absorção da radiação. A análise deste processo é fundamental para compreender o comportamento da matéria.