Force. действащ от движеща се заредена частица в магнитно поле, което е равно на:
наречен Лоренц сила (магнитна сила).
Като се започне от определението (1) на модула в процес на разглеждане на опън:
при което - скорост на вектора на частиците, Q - зареждане на частицата, - вектора на магнитната индукция на полето на разходи точка се намира, - ъгълът между векторите и. От (2) следва, че ако таксата се движи успоредно на силовите линии на магнитното поле, силата на Лоренц е нула. Понякога силата на Лоренц се опитва да идентифицира, посочи, използвайки кода:
Посоката на силата на Лоренц
Сила на Лоренц (както и всеки мощност) - това е вектор. Неговата посока е перпендикулярна на вектора на скоростта и вектора (т.е., перпендикулярна на равнината, в която са вектори на магнитната индукция и скорост) и правило дясната определени от правилото (винт дясно) Фиг.1 (а). Ако се занимават с отрицателен заряд, на Лоренц сила tonapravlenie срещу резултат вектор продукт (фигура 1 (Ь)).
вектор е насочен перпендикулярно на равнината на фигурите от нас.
Разследването на свойствата на силата на Лоренц
Тъй като Лоренц сила е винаги насочени перпендикулярно на скоростта на заряда, работата си на частицата е нула. Оказва се, че като действа върху една заредена частица с помощта на постоянно магнитно поле, не може да промени своята енергия.
Ако магнитното поле е еднакъв и перпендикулярна скорост на заредената частица, заряда под въздействието на силите на Лоренц ще се премести радиус R = конст обиколката в равнина, която е перпендикулярна на вектора на магнитната индукция. Радиусът на кръга е равен на:
където m - масата на частицата, | Q | - заряд на частиците единица, - на Лоренц релативистично фактор, с - скоростта на светлината във вакуум.
Сила на Лоренц - това е центростремителна сила. В посоката на елементарните заредени частици в магнитно поле отклонение приключи знак (Фигура 2).
Формулата на Лоренц сила в присъствието на магнитни и електрически полета
Когато заредена частица се движи в пространството, в което има едновременно две области (магнитни или електрически), силата, която действа върху него, е:
при което - електрическия вектор на полето в точката, където се намира заряд. Експресия (4) се получава емпирично от Лоренц. Силата, която се среща в формула (4) също се нарича Лоренц сила (сила на Лоренц). Разделението на силата на Лоренц от компонентите: електрическото и магнитното отношение, тъй като тя е свързана с избора на инерциална референтна система. Например, ако референтната рамка ще се движат със същата скорост като таксата в такава система, силата на Лоренц, действащ от частицата е нула.
Единици за измерване на силата на Лоренц
Основната единица за измерване на силата на Лоренц (или всяка друга сила) в SI единици е: [F] = Н
Примери за решаване на проблеми
Задача. Какво е ъгловата скорост на електрона, който се движи в кръг в магнитно поле с индукция B?
Решение. Тъй електрона (частица имаща зареждане) извършва движение в магнитно поле, след това функционира Лоренц сила на формата:
където Q = QE - заряд електрон. Тъй като състоянието се казва, че електрона се движи в кръг, това означава, че, следователно, експресията на Лоренц сила на модула е под формата:
сила Lorentsayavlyaetsya центростремителна, така и в допълнение, на втория закон на Нютон ще бъде в нашия случай е равна на:
Ние приравняваме десните страни на изразите (1.2) и (1.3), трябва:
От израза (1.3) получаваме скоростта:
електрон орбитален период около обиколката може да се определя като:
Знаейки това време, можете да намерите и ъгловата скорост, като:
Задача. А заредена частица (зареждане Q, масовото М) при скорост vvletaet регион, където електрически интензитет поле Е и магнитното поле на индукция Б. Вектори и съща посока. Какво е ускорението на частицата в momentnachalaperemescheniya в областта, ако е?
Решение. Направете чертеж.
На зареден Лоренц сила на частиците:
Магнитното компонент има посока, перпендикулярна на вектора на скоростта () и вектора на магнитната индукция (). Електрически компонент колинеарни с вектора на интензитет () електрическо поле. В съответствие с втория закон на Нютон, ние имаме:
Ние считаме, че ускорението е равно на:
Ако скоростта на зареждане на векторите паралелно и след това. получаваме:
Свързани статии