Как найти силу лоренца рукой

Начнем с того, кто вообще такой Лоренц, и зачем нам его сила? А после перейдем к тому, при чем тут левая рука.

источник: Яндекс
источник: Яндекс

Хендрик Лоренц – это голландский ученый, который в 1895 г. смог создать правильную формулу для расчета силы, действующей на заряженную (положительно или отрицательно) частицу, попавшую в магнитном поле. Собственно, эта сила и называется силой Лоренца. Но все началось задолго до него. В этом поучаствовали: Кавендиш, Майер, Кулон, Эрстед, Ампер, Фарадей. Максвелл, Кельвин, Томпсон. Еще с XVIII века пытались доказать, что при помощи закона обратных квадратов, можно вычислить силу, действующую на магнитных полюсах или электрически заряженных объектах. В 1784 г. ученому Кулону удалось доказать это, используя понятие торсионного баланса. Позже, в 1820 г. обнаружили, что на магнитную стрелку в компасе действует ток вольта, и тогда же появилась формула угловой зависимости между 2-мя токовыми элементами. Все это легло в основу концепции о магнитных и электрических полях. В дальнейшем появилась система дифференциальных уравнений для электромагнитного поля и электрических зарядов и токов в вакууме, связанными с ним. В 1881 г. Была выведена формула для описания силы, которая действует внутри магнитного поля на движущийся заряженный объект, но она оказалась не совсем точной и правильной. И уже, исходя из всего этого, Лоренц смог вывести свою формулу.

Что же все-таки такое эта сила Лоренца? Мы должны знать, что, во-первых, магнитное поле создается движущимися зарядами, во-вторых, магнитное поле воздействует на эти заряды.

Сила Лоренца – это сила, с которой магнитное поле воздействует на любую заряженную частицу, попавшую в него с некоторой скоростью.

Для того чтобы найти силу Лоренца, нам нужно знать индукцию магнитного поля B, в которое попала заряженная частица, её электрический заряд q, и скорость V, с которой эта частица попала в магнитное поле. В виде формулы это выглядит так:

F=qV x B

Реклама
Реклама

Не каждый студент может себе позволить за семестр в ВУЗе отдать 100 000 ₽. Но круто, что есть гранты на учебу. Грант-на-вуз.рф это возможность учиться на желанной специальности. По ссылке каждый получит бонус от 300 ₽ до 100 000 ₽ грант-на-вуз.рф

Правило левой руки

Для того чтобы выяснить направление (или вектор) силы Лоренца, можно воспользоваться правилом левой руки. Как это работает?

Представьте, что ваша левая рука располагается так, что линии некого магнитного поля входят в вашу ладонь. Четыре пальцы руки (кроме большого) направлены туда же, куда и скорость положительно заряженной частицы, попавшей в магнитное поле (для отрицательного заряда, пальцы будут направлены в противоположную сторону). Отогнув большой палец на 90 градусов, держа его перпендикулярно к остальным пальцам, мы получим направление силы Лоренца.

источник: Яндекс
источник: Яндекс
Реклама
Реклама

Напоминаем про сервис грант-на-вуз.рф. Не упусти свой шанс изучать то, что тебе нравится. Ну или просто сэкономить на учебе. Ты точно получишь от 300 ₽ до 100 000 ₽, перейдя по ссылке грант-на-вуз.рф!

Спасибо, что прочитали статью. Не забывайте про подписку на канал, а также рекомендую почитать канал наших друзей:

https://zen.yandex.ru/fgbnuac — последние научные достижения и лучшие образовательные практики.

Хорошего дня и не болейте.

Сила Лоренца. Правило левой руки


Сила Лоренца. Правило левой руки

4.2

Средняя оценка: 4.2

Всего получено оценок: 170.

4.2

Средняя оценка: 4.2

Всего получено оценок: 170.

Опыты показывают, что на заряд, движущийся в магнитном поле, со стороны этого поля действует сила, которая называется силой Лоренца. Рассмотрим кратко особенности этой силы.

Открытие силы Лоренца

Магнитное поле не взаимодействует с покоящимися зарядами, и долгое время связь между магнитными и электрическими явлениями не обнаруживалась. Впервые такую связь — влияние проводника с током на стрелку компаса — обнаружил в первой половине XIX в. Х. Эрстед. Обратное явление — влияние поля магнита на проводник с током (а также взаимодействие двух проводников с током) — было открыто вскоре А. Ампером.

Действие магнитного поля на проводник с током

Рис. 1. Действие магнитного поля на проводник с током.

Однако механизм возникновения силы Ампера был изучен лишь к концу XIX в. К этому времени стало ясно, что электрический ток — это упорядоченное движение заряженных частиц. Следовательно, сила Ампера возникает из-за того, что магнитное поле оказывает силовое влияние на движущиеся заряды.

Такая сила была обнаружена Х. Лоренцем. Он же вывел ее формулу.

Особенности силы Лоренца

Поскольку сила Лоренца — это сила, действующая на движущийся заряд в магнитном поле, то ее величина зависит от всех трех значений: от величины заряда, от скорости и от индукции магнитного поля:

$$F_L = qvB sin alpha$$

Однако в формулу входит еще один параметр — угол $alpha$, характеризующий направление силы Лоренца. Это угол между направлением движения носителя заряда (вектором его скорости) и вектором магнитной индукции.

Дело в том, что в отличие от многих других сил, направление силы Лоренца не совпадает ни с направлением движения носителя заряда, ни с направлением на источник магнитного поля, а ее возникновение зависит от взаимного направления магнитного поля и скорости движения заряда. Сила Лоренца перпендикулярна плоскости, образуемой векторами магнитной индукции и скорости движения заряда.

Обратите внимание, что, если направление движения заряда и направление линий магнитной индукции совпадают, то угол $alpha$ равен нулю, и сила Лоренца отсутствует.

Сила Лоренца

Рис. 2. Сила Лоренца.

Правило левой руки

Для силы Лоренца правило левой руки формулируется следующим образом.

Если четыре вытянутых пальца левой руки указывают направление движения положительного заряда, а линии магнитного поля входят в ладонь, «прокалывая» ее, то отставленный большой палец покажет направление силы Лоренца.

Рассмотрим, как работает для определения силы Лоренца правило левой руки. Допустим, электрон движется «на нас», спереди назад, северный магнитный полюс расположен справа, а южный — слева. Куда направлена сила Лоренца?

Правило сформулировано для положительного заряда, например, для протона. Электрон заряжен отрицательно, следовательно, четыре вытянутых пальца левой руки должны быть направлены против его движения — вперед.

Линии магнитного поля направлены от северного к южному полюсу, то есть справа налево. Располагаем левую руку так, чтобы эти линии входили в ладонь. Четыре вытянутых пальца по-прежнему направлены вперед, то есть ладонь лежит на столе «на ребре», четырьмя пальцами вперед.

Отставленный большой палец будет направлен вверх. Таким образом, на электрон будет действовать сила Лоренца, направленная вверх.

Для закрепления правила левой руки можно придумать другие примеры с другими направлениями.

Правило левой руки

Рис. 3. Правило левой руки.

Заключение

Что мы узнали?

На заряд, движущийся в магнитном поле, действует сила Лоренца. Величина этой силы пропорциональная величине заряда, его скорости, индукции магнитного поля и зависит от взаимной направленности этих векторов. Для определения направления силы Лоренца используется правило левой руки.

Тест по теме

Доска почёта

Доска почёта

Чтобы попасть сюда – пройдите тест.

    Пока никого нет. Будьте первым!

Оценка доклада

4.2

Средняя оценка: 4.2

Всего получено оценок: 170.


А какая ваша оценка?

Правило правой руки

Сила Лоренца.

Вводные замечания

Правило правой руки обычно применяется школьниками для того, чтобы определить
куда будет
отклоняться заряженная частица, движущаяся в
магнитном поле.

Сила, которая отклоняет такие частицы, называется силой Лоренца

Величина силы Лоренца вычисляется в школе по формуле

F = q ⋅ v
B

B – вектор магнитной индукции

v – скорость движения частицы

q – заряд частицы

– это векторное произведение.

После умножения заряда на скорость и индукцию мы получаем силу Лоренца. Её величину
можно посчитать на калькуляторе просто перемножив остальные величины друг на друга.

Любая сила – это вектор, следовательно, у силы есть не только величина, но и направление.

Направление любого векторного произведения можно легко найти зная направления множителей.

Для этого и нужно правило правой руки.

И как Вы могли догадаться, оно может применяться не только к силе Лоренца, но и к
любым другим векторным произведениям.

Необходимые знания

Прежде чем знакомиться с правилом правой руки, нужно усвоить как определяется направление электрического тока.

Направление тока изображение с сайта www.andreyolegovich.ru

Электроны и отрицательно заряженные ионы движутся от катода к аноду.

Протоны, дырки и положительно заряженные ионы движутся в обратном направлении – от
анода к катоду.

За направление электрического тока принято направление противоположное тому,
в котором движутся электроны.

сила Лоренца правило правой руки изображение с сайта www.andreyolegovich.ru

Правило правой руки обозначается следующим образом:

Направление, в котором частица отклонится от первоначальной траектории под действием
магнитного поля зависит от заряда частицы.

Направление силы Лоренца

Направление силы Лоренца изображение с сайта www.andreyolegovich.ru

Направление силы Лоренца обозначено коричневой стрелкой.
Сама сила обозначена как F. Синим цветом обозначена
траектория движения отрицательно заряженных частиц при условии, что:

  • Отрицательно заряженная частица изначально летела слева направо
  • Вектор индукции магнитного поля направлен из экрана

Красным цветом обозначена траектория движения положительно
заряженной частицы при выполнении тех же условий.

Прямой чёрной линией обозначается движение частицы не имеющей
заряда. На неё магнитное поле не действует и она как двигалась слева направо так и двигается.

Помещенный в магнитное поле проводник, через который пропущен электрический ток, испытывает воздействие силы Ампера F_A, а её величина может быть подсчитана по следующей формуле:

F_A=Bcdot Icdot lcdot sinalpha                             (1)

где I и l – сила тока и длина проводника, B – индукция магнитного поля, alpha – угол между направлениями силы тока и магнитной индукции. Почему же это происходит?

Сила Лоренца. Движение заряженной частицы в магнитном поле.

Содержание

  • 1 Что такое сила Лоренца — определение, когда возникает, получение формулы
  • 2 Определение направления силы Лоренца с помощью правила левой руки
  • 3 Движение заряженной частицы в магнитном поле
  • 4 Применение силы Лоренца в технике
    • 4.1 Кинескоп
    • 4.2 Масс-спектрограф
    • 4.3 Циклотрон
    • 4.4 Магнетрон
    • 4.5 Магнитное поле Земли

Что такое сила Лоренца — определение, когда возникает, получение формулы

Известно, что электрический ток – это упорядоченное перемещение заряженных частиц. Установлено также, что во время движения в магнитном поле каждая из этих частиц подвергается действию силы. Для возникновении силы требуется, чтобы частица находилась в движении.

Сила Лоренца – это сила, которая действует на электрически заряженную частицу при её движении в магнитном поле. Её направление ортогонально плоскости, в которой лежат векторы скорости частицы и напряженности магнитного поля. Равнодействующая сил Лоренца и есть сила Ампера. Зная ее, можно вывести формулу для силы Лоренца.

Время, требуемое для прохождения частицей отрезка проводника, t = frac {l}{v}, где l – длина отрезка, v – скорость частицы. Суммарный заряд, перенесенный за это время через поперечное сечение проводника, Q = Icdot t. Подставив сюда значение времени из предыдущего равенства, имеем

Q = frac {Icdot l}{v}                             (2)

В то же время F_A=F_Lcdot N, где N – количество частиц, находящееся в рассматриваемом проводнике. При этом N = frac {Q}{q}, где q – заряд одной частицы. Подставив в формулу значение Q из (2), можно получить:

N = frac {Icdot l}{vcdot q}

Таким образом,

F_A=F_Lcdot frac {Icdot l}{vcdot q}

Используя (1), предыдущее выражение можно записать как

Bcdot Icdot lcdot sinalpha = F_Lcdot frac {Icdot l}{vcdot q}

После сокращений и переносов появляется формула для вычисления силы Лоренца

F_L = qcdot vcdot Bcdot sinalpha

С учетом того, что формула записана для модуля силы, ее необходимо записать так:

F_L = |q|cdot vcdot Bcdot sinalpha                             (3)

Поскольку sinalpha = sin(180^{circ} - alpha), то для вычисления модуля силы Лоренца неважно, куда направлена скорость, – по направлению силы тока или против, – и можно сказать, что alpha – это угол, образуемый векторами скорости частицы и магнитной индукции.

Запись формулы в векторном виде будет выглядеть следующим образом:

vec{F_L} = qcdot [vec{v}times vec{B}]

[vec{v}times vec{B}] – это векторное произведение, результатом которого является вектор с модулем, равным vcdot Bcdot sinalpha.

Исходя из формулы (3), можно сделать вывод о том, что сила Лоренца является максимальной в случае перпендикулярности направлений электрического тока и магнитного поля, то есть при alpha = 90^{circ}, и исчезать при их параллельности (alpha = 0^{circ}).

Необходимо помнить, что для получения правильного количественного ответа – например, при решении задач, – следует пользоваться единицами системы СИ, в которой магнитная индукция измеряется в теслах (1 Тл = 1 кг·с−2·А−1), сила – в ньютонах (1 Н = 1 кг·м/с2), сила тока – в амперах, заряд в кулонах (1 Кл = 1 А·с), длина – в метрах, скорость – в м/с.

Определение направления силы Лоренца с помощью правила левой руки

Поскольку в мире макрообъектов сила Лоренца проявляется как сила Ампера, для определения ее направления можно пользоваться правилом левой руки.

Определение направления действия силы Лоренца по правилу левой руки.

Нужно поставить левую руку так, чтобы раскрытая ладонь находилась перпендикулярно и навстречу линиям магнитного поля, четыре пальца следует вытянуть в направлении силы тока, тогда сила Лоренца будет направлена туда, куда указывает большой палец, который должен быть отогнут.

Движение заряженной частицы в магнитном поле

В простейшем случае, то есть при ортогональности векторов магнитной индукции и скорости частицы сила Лоренца, будучи перпендикулярной к вектору скорости, может менять только её направление. Величина скорости, следовательно, и энергия будут оставаться неизменными. Значит, сила Лоренца действует по аналогии с центростремительной силой в механике, и частица перемещается по окружности.

В соответствии со II законом Ньютона (F = mcdot a) можно определить радиус вращения частицы:

N = frac {mcdot v}{qcdot B}.

Необходимо обратить внимание, что с изменением удельного заряда частицы (frac {q}{m}) меняется и радиус.

При этом период вращения T = frac {2cdot picdot r}{v} = frac {2cdot picdot m}{qcdot B}. Он не зависит от скорости, значит, взаимное положение частиц с различными скоростями будет неизменным.

Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле.

В более сложном случае, когда угол между скоростью частицы и напряженностью магнитного поля является произвольным, она будет перемещаться по винтовой траектории – поступательно за счет составляющей скорости, направленной параллельно полю, и по окружности под влиянием ее перпендикулярной составляющей.

Применение силы Лоренца в технике

Кинескоп

Кинескоп, стоявший до недавнего времени, когда на смену ему пришел LCD-экран (плоский), в каждом телевизоре, не смог бы работать, не будь силы Лоренца. Для формирования на экране телевизионного растра из узкого потока электронов служат отклоняющие катушки, в которых создается линейно изменяющееся магнитное поле. Строчные катушки перемещают электронный луч слева направо и возвращают обратно, кадровые отвечают за вертикальное перемещение, двигая бегающий по горизонтали луч сверху вниз. Такой же принцип используется в осциллографах – приборах, служащих для изучения переменного электрического напряжения.

Масс-спектрограф

Масс-спектрограф – прибор, использующий зависимость радиуса вращения заряженной частицы от ее удельного заряда. Принцип его работы следующий:

Источник заряженных частиц, которые набирают скорость с помощью созданного искусственно электрического поля, с целью исключения влияния молекул воздуха помещается в вакуумную камеру. Частицы вылетают из источника и, пройдя по дуге окружности, ударяются в фотопластинку, оставляя на ней следы. В зависимости от удельного заряда меняется радиус траектории и, значит, точка удара. Этот радиус легко измерить, а зная его, можно вычислить массу частицы. С помощью масс-спектрографа, например, изучался состав лунного грунта.

Циклотрон

Независимость периода, а значит, и частоты вращения заряженной частицы от её скорости в присутствии магнитного поля используется в приборе, называемом циклотроном и предназначенном для разгона частиц до высоких скоростей. Циклотрон – это два полых металлических полуцилиндров – дуанта (по форме каждый из них напоминает латинскую букву D), помещенных прямыми сторонами навстречу друг другу на небольшом расстоянии.

Циклотрон - применение силы Лоренца.

Дуанты помещаются в постоянное однородное магнитное поле, а между ними создается переменное электрическое поле, частота которого равна частоте вращения частицы, определяемой напряженностью магнитного поля и удельным зарядом. Попадая дважды за период вращения (при переходе из одного дуанта в другой) под воздействие электрического поля, частица каждый раз ускоряется, увеличивая при этом радиус траектории, и в определенный момент, набрав нужную скорость, вылетает из прибора через отверстие. Таким способом можно разогнать протон до энергии в 20 МэВ (мегаэлектронвольт).

Магнетрон

Устройство, называемое магнетроном, который установлен в каждой микроволновой печи, – еще один представитель приборов, использующих силу Лоренца. Магнетрон служит для создания мощного СВЧ-поля, которое разогревает внутренний объем печи, куда помещается пища. Магниты, входящие в его состав, корректируют траекторию движения электронов внутри прибора.

Магнитное поле Земли

А в природе сила Лоренца играет крайне важную для человечества роль. Её наличие позволяет магнитному полю Земли защитить людей от смертоносного ионизирующего излучения космоса. Поле не дает возможности заряженным частицам бомбардировать поверхность планеты, заставляя их менять направление движения.

В школе часто показывают эксперимент с магнитом и железными опилками на листе бумаги. Если положить его под бумагу и слегка встряхнуть, опилки выстроятся вдоль так называемых линий магнитной интенсивности. Проще говоря, это силовое поле магнита, которое окружает его, как кокон. Он самодостаточен, т.е. не имеет ни начала, ни конца. Это векторная величина, направленная от южного полюса магнита к северному полюсу магнита.

Формула описывает связь между магнитным полем и основными характеристиками движущегося заряда. Но сначала нам нужно понять, что это такое.

В школе часто показывают эксперимент с магнитом и железными опилками на листе бумаги. Если положить его под бумагу и слегка встряхнуть, опилки расположатся в так называемые линии магнитной интенсивности. Проще говоря, это силовое поле магнита, которое окружает его, как кокон. Он самодостаточен, т.е. не имеет ни начала, ни конца. Это векторная величина, направленная от южного полюса магнита к северному полюсу магнита.

Пример силы Лоренца

Если бы в него влетела заряженная частица, поле взаимодействовало бы с ней весьма своеобразным образом. Он не замедлится и не ускорится, а только отклонится в сторону. Чем он быстрее и чем сильнее поле, тем больше на него воздействует эта сила. Она называется силой Лоренца в честь физика, который впервые обнаружил это свойство магнитного поля.

Он рассчитывается по специальной формуле:

Здесь q – величина заряда в кулонах, v – скорость, с которой движется заряд, в м/с, а B – индукция магнитного поля в единицах Тесла.

При копировании любых материалов с сайта evkova.org активная ссылка на www.evkova.org обязательна.

Как определить направление силы Лоренца?

Направление силы Лоренца определяется правило левой руки (рис. 153):
если левая рука расположена таким образом, что перпендикуляр Сила Лоренца - основные термины, формулы и определения с примерамисоставляющая вектора индукции магнитного поля Сила Лоренца - основные термины, формулы и определения с примерамимагнитного поля, перпендикулярного скорости, входит в ладонь, а четыре вытянутых пальца указывают направление движения положительно заряженной частицы, большой палец, согнутый на 90°, укажет направление силы Лоренца Сила Лоренца - основные термины, формулы и определения с примерамидействующих на частицу со стороны магнитного поля. Для отрицательно заряженной частицы (например, электрона) направление силы будет противоположным.

Поскольку сила Лоренца перпендикулярна вектору скорости, она не может изменить модуль скорости, а только меняет его направление, поэтому работа не совершается.

Таким образом, если поле однородно, то при движении частицы перпендикулярно магнитной индукции поля ее траектория будет представлять собой окружность (рис. 154, а), плоскость которой перпендикулярна магнитному полю.

Ускорение частицы Сила Лоренца - основные термины, формулы и определения с примерами(R – радиус круга) направлена к центру круга. Используя второй закон Ньютона, мы можем найти период вращения частицы по окружности
Эффект Лоренца - основные термины, формулы и определения, с примерами

и радиус окружности

Эффект Лоренца - основные термины, формулы и определения, с примерами
описываемая частицей в магнитном поле.

Эффект Лоренца - основные термины, формулы и определения, с примерами

Если скорость направлена под углом к индукции магнитного поля, то движение заряда можно представить в виде двух независимых движений (рис. 154 b):

Суммирование этих двух движений дает движение вдоль спиральной линии, ось которой параллельна магнитному полю (см. рис. 154, б). Период этого движения задается формулой
Эффект Лоренца - основные термины, формулы и определения, с примерами

Действие силы Лоренца широко используется в различных электрических устройствах:

  1. Электронные трубки в телевизорах и дисплеях;
  2. Ускорители заряженных частиц (циклотроны);
  3. Масс-спектрометры – приборы, определяющие отношение заряда частицы к ее массе по радиусу описанной ею окружности в магнитном поле;
  4. Магнитогидродинамические генераторы (МГД-генератор – это устройство для генерации электрического тока с помощью проводящих жидкостей, движущихся в магнитном поле).

Fl=q*V*B*sina – это основная формула, по которой определяется сила Лоренца.

Сила в амперах – единственная сила, которая используется чаще всего. Он используется в машиностроении. В случае силы Лоренца она в полной мере используется в электронной аппаратуре, которая должна действовать на заряженные частицы, изменяя их заряд, превращая таким образом электрон или ион в протон. Он используется в производстве телевизоров.

Это явление также используется в специальных устройствах, ускоряющих частицы

в пространстве сил и определить радиус окружности, по которой они будут двигаться.

Fl=q*V*B*sina- основная формула, используемая для определения силы Лоренца

r=mv/(|q|*B) – формула, определяющая радиус, по которому движется разогнавшийся протон

При написании этой статьи я старался сделать ее максимально интересной, полезной и качественной. Буду признателен за любые отзывы и конструктивную критику в виде комментариев к статье. Также пишите свои комментарии/вопросы/предложения на [email protected] или на Facebook.

Правило левой руки

Правило левой руки позволяет физикам определить направление и отдачу вектора магнитной (электродинамической) энергии. Представьте, что наша левая рука расположена таким образом, что линии магнитного поля перпендикулярны внутренней поверхности руки (так, что они достигают внутренней стороны руки), и все пальцы, кроме большого, направлены в направлении потока положительного тока, а отклоненный большой палец направлен в сторону электродинамической силы, действующей на положительный заряд, помещенный в это поле.

Правило левой руки

Вот как это будет выглядеть схематично.

Существует также второй способ определения направления электромагнитной силы. При этом большой, указательный и средний пальцы располагаются под прямым углом. В этом случае указательный палец будет указывать направление линий магнитного поля, средний палец – направление протекания тока, а большой палец – направление электромагнитной силы.

Правило левой руки

Современная концепция электрического и магнитного полей впервые появилась в теориях Майкла Фарадея, в частности, в его концепции силовых линий. Она была полностью объяснена математически лордом Кельвином и Джеймсом Клерком Максвеллом.

Интеграция с другими дисциплинами

Применение силы Лоренца и ее взаимодействие с другими смежными науками очевидно. Возьмите хотя бы аналитическую механику. Например, уравнение Лоренца может быть получено с помощью уравнений Лагранжа.

Кроме того, релятивистская форма этого закона может быть решена с помощью алгебры пространства-времени (типа Клиффорда). В общей теории относительности Уравнение движения частицы с массой m и зарядом e, движущейся в пространстве с метрическим тензором g ab и электромагнитным полем F ab, имеет следующее выражение

Применение силы Лоренца

m du c / ds – m ½ g ab, c u a u b = eF cb u b ;

m du c / ds – m g abc u a u b = eF cb u b .

Из закона индукции Фарадея (который применим к движущемуся проводу, например, в двигателе) и уравнений Максвелла можно вывести силу Лоренца. Направление расчета в обратном направлении также является правильным. Постулат Фарадея не зависит от того, является ли проволочная петля жесткой и неподвижной, находится ли она в движении или деформируется, является ли магнитное поле постоянным во времени или изменяется. Однако есть случаи, когда закон либо неадекватен, либо трудно применим. Здесь необходимо применить фундаментальный закон Лоренца.

или

На что действует сила Лоренца

Электрический ток это суммасумма большого числа n движение со скоростью υ обвинения. Найдите силу, действующую на один заряд со стороны магнитного поля. Согласно закону Ампера, сила, действующая на проводник с током в магнитном поле,

но присутствует и , является

.

С сайта nSdl количество зарядов в объеме Sdl, затем за плату

или

Сила Лоренцасила, действующая под действием магнитного поля на положительный заряд, движущийся со скоростью /> положительного заряда (скорость упорядоченного движения носителей положительного заряда). Модуль силы Лоренца:

где α – угол между и .

Из (2.5.4) следует, что для заряда, движущегося вдоль линии нет никакой силы ( ).

Лоренц Хендрик Антон (1853-1928) – голландский физик-теоретик, создатель классической теории электронов, член Голландской академии наук. Он вывел формулу, связывающую диэлектрическую проницаемость с плотностью диэлектрика, дал выражение для силы, действующей на движущийся заряд в электромагнитном поле (сила Лоренца), объяснил зависимость проводимости вещества от теплопроводности, разработал теорию рассеяния света. Он разработал электродинамику движущихся тел. В 1904 году он вывел формулы для связи координат и времени одного и того же события в двух различных инерциальных системах отсчета (преобразования Лоренца).

Сила Лоренца перпендикулярна плоскости, в которой находятся векторы и . К движущемуся положительному заряду правило левой руки или «правило Лоренца” (рис. 2.6).

Направление силы для отрицательного заряда противоположно, поэтому электроны подчиняются правилу правой руки.

Поскольку сила Лоренца перпендикулярна движущемуся заряду, т.е. перпендикулярна , работа этой силы всегда равна нулю.. Поэтому, действуя на заряженную частицу, сила Лоренца не может изменить кинетическую энергию частицы.

Часто Сила Лоренца – это сумма электрической и магнитной сил:

Здесь электрическая сила ускоряет частицу, изменяя ее энергию.

Ежедневно мы наблюдаем магнитную силу, действующую на движущийся заряд на экране телевизора (рис. 2.7).

Движение электронного луча по плоскости экрана стимулируется магнитным полем отклоняющей катушки. Если постоянный магнит поднести близко к плоскости экрана, то его воздействие на электронный луч можно легко заметить в виде искажения изображения.

Действие силы Лоренца в ускорителях заряженных частиц подробно описано в главе 4.3.

  • 1 Понятие электромагнитного поля и его различные проявления. Материальность – Работа в школе.
  • Электрический заряд и элементарные частицы. Закон сохранения заряда.
  • Правило Буравера ℹ️ определение, формулировка закона и основное значение.
  • Электричество и магнетизм.
  • Многоликий протон.
  • Магнетизм – Джеймс Трефил, энциклопедия “Двести законов Вселенной”.
  • Эксперимент Эрстеда. Магнитное поле электричества. Взаимодействие магнитов. Действие магнитного поля на проводник с током; FIZI4KA.

Добавить комментарий