Siła Lorentza

Siła Lorentza jest to siła, która działa na naładowaną cząstkę w ruchu w zewnętrznym polu magnetycznym.

Wzór na siłę Lorentza:

wzór na siłę Lorenza

gdzie:

  • F - wartość siły Lorentza,
  • q0 - ładunek elektryczny,
  • v - wartość prędkości ładunku elektrycznego,
  • B - wartość indukcji magnetycznej.

Z własności iloczynu wektorowego wynika, że wartość siły Lorentza jest równa:

gdzie:

  • F - wartość siły Lorentza,
  • |q0| - wartość bezwzględna ładunku elektrycznego,
  • v - wartość prędkości ładunku elektrycznego,
  • B - wartość indukcji magnetycznej,
  • α - miara kąta między wektorem prędkości i wektorem indukcji magnetycznej.

Z powyższych wzorów wynika, że:

  • jeżeli cząsteczka porusza się w kierunku linii sił pola magnetycznego, nie działa na nią siła Lorentza;
  • jeżeli cząsteczka porusza się prostopadle do linii sił pola magnetycznego, wartość siły Lorentza jest maksymalna.

Siła Lorentza jest prostopadła do wektora prędkości i do wektora indukcji magnetycznej.

Kierunki poszczególnych wektorów można określić za pomocą reguły śruby prawoskrętnej. Ale jest też inna, przydatna metoda.

Reguła lewej dłoni

Jeżeli lewą dłoń ustawimy w taki sposób, aby cztery palce wskazywały kierunek i zwrot wektora prędkości cząsteczki, a linie sił pola będą wchodzić w dłoń od wewnętrznej strony (koniec wektora indukcji wskazuje wewnętrzną część dłoni), to odchylony kciuk wskaże kierunek i zwrot siły Lorentza, jaka działa na dodatnio naładowaną cząstkę. W przypadku cząstki naładowanej ujemnie zwrot siły Lorentza będzie przeciwny.

Ruch naładowanej cząstki w polu magnetycznym

Różne cząstki w polu magnetycznym są zatem w różny sposób odchylane. Cząstki nienaładowane (np. neutrony) przechodzą przez pole magnetyczne bez odchylenia. Cząstki naładowane dodatnio (np. protony) i ujemne (np. elektrony) są odchylane w polu magnetycznym w przeciwne strony. Ponieważ siła Lorentza zależy od wartości ładunku, stopień odchylenia wiązki zależy zatem od rodzaju cząstek. Badając to odchylenie można stwierdzić, z jakimi cząstkami mamy do czynienia.

Ilustruje to poniższy rysunek (uwaga, magnes jest narysowany w taki sposób, aby zaznaczyć w jakim miejscu się znajduje. Zwrot linii sił pola magnetycznego jest prostopadły do rysunku, od obserwatora w stronę rysunku, inaczej niż sugeruje ilustracja magnesu). Dla jasności zaznaczono kierunek wektora indukcji B.

Ruch naładowanej cząstki w polu magnetycznym
© generalfmv - stock.adobe.com



Siła elektrodynamiczna

Siła elektrodynamiczna

Siła elektrodynamiczna (magnetyczna) – jest to siła, z jaką pole magnetyczne działa na przewód elektryczny, w którym płynie prąd elektryczny.

Indukcja magnetyczna

Indukcja magnetyczna

Indukcja magnetyczna albo indukcja pola magnetycznego jest to wektorowa wielkość fizyczna, charakteryzująca to pole w taki sposób, że na ładunek próbny q0, który porusza się w tym polu z niezerową prędkością działa siła (nazywana siłą Lorentza).


© medianauka.pl, 2021-07-11, ART-4102





Polecamy w naszym sklepie

Czarnobyl i Fukushima
POZA ZIEMIĘ HISTORIA LOTÓW MIĘDZYPLANETARNYCH
Historia fizyki
Jak powstała bomba atomowa
Jak nauczyć teorii względności swojego psa
Niektóre treści nie są dostosowane do Twojego profilu. Jeżeli jesteś pełnoletni możesz wyrazić zgodę na przetwarzanie swoich danych osobowych. W ten sposób będziesz miał także wpływ na rozwój naszego serwisu.
© ® Media Nauka 2008-2022 r.