Сила Лоренца
Сила Лоренца — это сила, действующая на движущийся точечный электрический заряд во внешнем магнитном поле.
Нидерландский физик X. А. Лоренц в конце XIX в. установил, что сила, действующая со стороны магнитного поля на движущуюся заряженную частицу, всегда перпендикулярна направлению движения частицы и силовым линиям магнитного поля, в котором эта частица движется.
Направление силы Лоренца можно определить с помощью правила левой руки:
Если расположить ладонь левой руки так, чтобы четыре вытянутых пальца указывали направление движения заряда, а вектор магнитной индукции поля входил в ладонь, то отставленный большой палец укажет направление силы Лоренца, действующей на положительный заряд (рис. 121).
Если заряд частицы отрицательный, то сила Лоренца будет направлена в противоположную сторону.
Модуль силы Лоренца легко определяется из закона Ампера и составляет:
где — заряд частицы, — скорость её движения, — угол между векторами скорости и индукции магнитного поля.
Если кроме магнитного поля есть ещё и электрическое поле, которое действует на заряд с силой , то полная сила, действующая на заряд, равна:
Часто именно эту полную силу называют силой Лоренца, а силу, выраженную формулой (3.17), называют магнитной частью силы Лоренца.
Поскольку сила Лоренца перпендикулярна направлению движения частицы, она не может изменить её скорость (она не совершает работы), а может изменить лишь направление её движения, т. е. искривить траекторию.
Такое искривление траектории электронов в кинескопе телевизора легко наблюдать, если поднести к его экрану постоянный магнит: изображение исказится.
Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле. Пусть заряженная частица влетает со скоростью v в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям напряжённости (рис. 122). Сила, действующая со стороны магнитного поля на частицу, заставит её равномерно вращаться по окружности радиусом г, который легко найти, воспользовавшись вторым законом Ньютона, выражением для центростремительного ускорения и формулой (3.17):
Отсюда получим
где — масса частицы.
Эта лекция взята со страницы лекций по всем темам предмета физика:
Возможно эти страницы вам будут полезны:
Индукция магнитного поля в физике |
Закон Ампера в физике |
Магнитные свойства веществ в физике |
Электромагнитная индукция в физике |