Siła Lorentza

Siła Lorentza — siła jaka działa na cząstkę obdarzoną ładunkiem elektrycznym poruszającą się w polu elektromagnetycznym. Wzór podany został po raz pierwszy przez Lorentza i dlatego nazwano go jego imieniem.

Wzór określa, jak siła działająca na ładunek zależy od pola elektrycznego i pola magnetycznego (składników pola elektromagnetycznego):

gdzie:

• F – siła (w niutonach),
• E – natężenie pola elektrycznego (w woltach / metr),
• B – indukcja magnetyczna (w teslach),
• q – ładunek elektryczny cząstki (w kulombach),
• v – prędkość cząstki (w metrach na sekundę),
• × – iloczyn wektorowy.

Terminem siła Lorentza określa się czasem samą składowa magnetyczną tej siły





Kierunek działania siły Lorentza w zależności od ładunku cząsteczki

Rozpatrzmy dodatni ładunek Δq przepływający w elemencie przewodnika o długości Δl, który umieszczono w polu magnetycznym o indukcji B , prostopadle do tego pola.

Ładunek ten poruszając się z prędkością v przenosi prąd elektryczny o natężeniu :

Długość fragmentu przewodnika jest przebytą drogą. Ponieważ ruch ładunku jest jednostajny , więc:

Traktując siłę Lorentza, jako szczególny przypadek siły elektrodynamicznej po podstawieniu wartości I i Δl otrzymamy:

Ostatecznie siła Lorentza działająca na ładunek q ma wartość:

Siłę tę możemy wyrazić, podobnie jak siłę elektrodynamiczną, w postaci iloczynu wektorowego:

Podobnie jak to było z siłą elektrodynamiczną, tak i tu kierunek i zwrot siły Lorentza określamy posługując się regułą Fleminga :
Jeżeli lewą dłoń ustawimy tak, by cztery palce wskazywały kierunek ruchu ładunku dodatniego (w przypadku ładunku ujemnego cztery palce ustawiamy w przeciwną stronę), a linie pola (wektor indukcji) kłują dłoń od wewnątrz, to odchylony kciuk wskazuje zwrot siły Lorentza.

Przykład siły Lorenza: FILM !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!