Simulación Correcta de Líneas de Campo Eléctrico

La simulación correcta de líneas de campo eléctrico entre dos partículas cargadas puede experimentar dificultades, como se observa en la situación descrita, donde las líneas de campo no alcanzan detrás de la carga negativa.

Problemas Identificados

1. Restricciones en el Campo Eléctrico: Las líneas de campo eléctrico se calculan en puntos alrededor de la carga positiva, pero no logran extenderse detrás de la carga negativa, creando una representación inadecuada del campo eléctrico.
2. Intersección de Líneas: Al intentar generar líneas de campo que van de las cargas negativas a las positivas, se produce una interferencia, lo que provoca una visualización desordenada y poco clara.

Soluciones Propuestas

1. Ampliar el Rango de Cálculo: Permitir que las líneas de campo eléctrico se generen no solo desde la carga positiva, sino también en dirección hacia la carga negativa. Esto se puede lograr modificando el cálculo del campo eléctrico para incluir un enfoque más equilibrado que considere ambos tipos de carga.
2. Ajustar Líneas de Campo: Al iniciar la integración de líneas de campo, se debe evitar el cribado de puntos que estén demasiado cerca de las cargas o que estén fuera de los límites del canvas. Se recomienda añadir condiciones que detengan la integración solo en casos de cercanía extrema.
3. Visualización Clara: Incrementar la cantidad de puntos iniciales en las cercanías de las cargas, utilizando también un rango de pasos más conveniente para suavizar las líneas y evitar que se vean como si colisionaran.

Código Ajustado

Aquí se muestra una modificación de la parte relevante del código:

function integrate_field_line(start_point, charges) {
    let points = [start_point];
    let current_point = [...start_point];
    for (let i = 0; i < max_steps; i++) {
        let step = rk4_step(current_point, charges);
        if (vec3_magnitude(step) < 0.1 || current_point[0] < 0 || current_point[0] > canvas.width ||
            current_point[1] < 0 || current_point[1] > canvas.height) break;
        current_point = vec3_add(current_point, step);
        points.push([...current_point]);
    }
    return points;
}

// Generar líneas desde ambas cargas
const all_charges = charges.slice(); // Incluyendo ambas cargas en la simulación
for (let charge of all_charges) {
    let start_points = generate_circle_points(charge.pos, 35, lines);
    for (let start_point of start_points) {
        let points = integrate_field_line(start_point, all_charges);
        if (points.length > 5) {
            ctx.beginPath();
            ctx.moveTo(points[0][0], points[0][1]);
            for (let i = 1; i < points.length; i++) {
                ctx.lineTo(points[i][0], points[i][1]);
            }
            ctx.strokeStyle = "rgba(0, 0, 0, 0.5)";
            ctx.lineWidth = 2;
            ctx.stroke();
        }
    }
}

Conclusión

Al aplicar estas modificaciones, se logrará una simulación más precisa y atractiva de las líneas de campo eléctrico, produciendo un resultado visual similar al que se espera. Es fundamental equilibrar el método de integración para reflejar con exactitud la naturaleza de los campos eléctricos generados por ambas cargas.