Лоренца Сила
Лоренца Сила в Энциклопедическом словаре:
Лоренца Сила - сила (f), действующая на заряженную частицу, движущуюся вэлектромагнитном поле; выражается установленной Х. А. Лоренцем в кон. 19в. формулой: (в СГС системе единиц), где ?, ? - заряд и скорость частицы,Е - напряженность электрического поля, В - магнитная индукция, - cскорость света в вакууме. Часть силы Лоренца, обусловленная действиеммагнитного поля, направлена перпендикулярно ? и В, она не совершаетработы, а лишь искривляет траекторию частицы.
Определение «Лоренца Сила» по БСЭ:
Лоренца сила - сила, действующая на заряженную частицу, движущуюся в электромагнитном поле. Формула для Л. с. F была впервые получена Х. А. Лоренцом как результат обобщения опыта и имеет вид:
Здесь e -
заряд частицы, Е -
напряжённость электрического поля, B -
Магнитная индукция, v -
скорость заряженной частицы относительно системы координат, в которой вычисляются величины F, Е, В, а c - скорость света в вакууме. Формула справедлива при любых значениях скорости заряженной частицы. Она является важнейшим соотношением
электродинамики, так как позволяет
связать уравнения электромагнитного поля с уравнениями
движения заряженных частиц.
Первый член в правой части
формулы - сила, действующая на заряженную частицу в электрическом поле,
второй - в магнитном. Магнитная
часть Л. с. пропорциональна векторному
произведению v и В, то есть она перпендикулярна скорости частицы
(направлению её движения) и вектору
магнитной индукции;
следовательно, она не совершает механической
работы и
только искривляет
траекторию движения частицы, не меняя её энергии.
Величина этой части Л. с. равна
e⁄
c v B sinα, где α - угол
между векторами v и В [множитель
1⁄
c связан с выбором единиц измерения: предполагается, что все величины измеряются в
абсолютной (гауссовой) системе единиц (СГС системе единиц); в системе СИ этот
множитель отсутствует].
Таким образом,
магнитная часть Л. с. максимальна, если направление движения частицы составляет с направлением магнитного поля
прямой угол, и равна нулю, если
частица движется
вдоль направления поля.
В вакууме в постоянном однородном магнитном поле (В = Н, где Н - напряжённость поля) заряженная частица под действием Л. с. (её магнитной части) движется по винтовой линии с
постоянной по
величине скоростью v, при этом её движение складывается из равномерного прямолинейного движения вдоль направления магнитного поля H (со скоростью v||, равной составляющей скорости частицы v в направлении Н)
и равномерного вращательного движения в плоскости,
перпендикулярной Н (со скоростью v⊥, равной составляющей v в направлении, перпендикулярном Н). Проекция траектории движения частицы на
плоскость, перпендикулярную Н, есть
окружность радиуса R = cm
v ⊥ /eH, а
частота вращения равна ω = eH/mc (так называемая Циклотронная частота). Ось винтовой линии совпадает с направлением поля Н, и
центр окружности перемещается вдоль
силовой линии поля.
Если электрическое поле Е не
равно нулю, то движение носит
более сложный характер. Происходит
перемещение центра вращения частицы перпендикулярно полю Н, называемое дрейфом.
Направление дрейфа определяется вектором [Е H] и не зависит от знака заряда.
Скорость дрейфа и для простейшего случая скрещенных
полей (Е ⊥Н)
равна u = cE/H.
Воздействие магнитного поля на движущиеся
заряженные частицы приводит к
перераспределению тока по сечению проводника, что находит своё
проявление в различных термомагнитных и гальваномагнитных явлениях (Нернста - Эттингсхаузена
эффект, Холла эффект и других).
Лит.: Лорентц Г. А.,
Теория электронов и ее
применение к явлениям света и теплового
излучения, перевод с английского, 2
издание, М., 1953; Тамм И. Е.,
Основы теории электричества, 7 издание, М., 1957;
Фейнман Р.,
Лейтон Р., Сэндс М., Фейнмановские
лекции по физике, [перевод с английского], в, 6, М., 1966.
Лоренца Преобразования
Лоренца Сила
Лоренцетти