manera similar, cuando se usa una preparación activa de radio como fuente de ionización superficial, se observa que, para un voltaje y una distancia determinados entre las placas, la corriente no aumenta más allá de cierto valor por mucho que se incremente la actividad del material.
48. Campo magnético producido por un ión en movimiento.
Se demostrará más adelante que las dos clases de rayos más importantes emitidas por sustancias radiactivas consisten en partículas electrizadas, proyectadas espontáneamente con gran velocidad. Los rayos fácilmente absorbidos, conocidos como rayos α, son átomos de materia electrizados positivamente; los rayos penetrantes, conocidos como rayos β, portan una carga negativa y se ha descubierto que son idénticos a los rayos catódicos producidos por la descarga eléctrica en un tubo de vacío.
Los métodos adoptados para determinar la naturaleza de estos rayos son muy similares a los utilizados por primera vez por J. J. Thomson para demostrar que los rayos catódicos consistían en una corriente de partículas electrizadas negativamente proyectadas con gran velocidad.
La prueba de que los rayos catódicos tenían carácter corpuscular y consistían en partículas cargadas cuya masa era muy pequeña en comparación con la del átomo de hidrógeno, marcó una época importante en la ciencia física: pues no solo abrió nuevos y fecundos campos de investigación, sino que también modificó profundamente nuestras concepciones previas sobre la constitución de la materia.
Por consiguiente, se ofrecerá una breve explicación de los efectos producidos por un cuerpo cargado en movimiento, así como de algunos de los métodos experimentales que se han empleado para determinar la masa y la velocidad de las partículas de la corriente catódica40.
Considérese un ion de radio a, que lleva una carga de electricidad e, y que se mueve con una velocidad u, pequeña en comparación con la velocidad de la luz.
Como consecuencia del movimiento, se establece un campo magnético alrededor del ion cargado, el cual es arrastrado con él. El ion cargado en movimiento constituye un elemento de corriente de magnitud eu, y el campo magnético H en cualquier punto a una distancia r de la esfera viene dado por
donde θ es el ángulo que el radio vector forma con la dirección del movimiento.
Las líneas de fuerza magnética son círculos alrededor del eje de movimiento. Cuando el ion se mueve con una velocidad pequeña en comparación con la velocidad de la luz, las líneas de fuerza eléctrica son casi radiales, pero a medida que se aborda la velocidad de la luz, tienden a abandonar el eje de movimiento y a curvarse hacia el ecuador. Cuando la velocidad del cuerpo está muy cerca de la de la luz, el campo magnético y eléctrico se concentra en gran medida en el plano ecuatorial.
La presencia de un campo magnético alrededor del cuerpo en movimiento implica que la energía magnética se almacena en el medio que lo rodea. La cantidad de esta energía se puede calcular muy simplemente para velocidades bajas.
En un campo magnético de intensidad H, la energía magnética almacenada por unidad de volumen del medio de permeabilidad unitaria viene dada por