Лоренца сила
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Лоренца сила

Лоренца сила , сила, що діє на заряджену частку, рухому в електромагнітному полі. Формула для Л. с. F була вперше отримана Х. А. Лоренцом як результат узагальнення досвіду і має вигляд:

загрузка...

  F = ee + [ u B].

  Тут е — заряд частки, Е — напруженість електричного поля В магнітна індукція, u — швидкість зарядженої частки відносно системи координат, в якій обчислюються величини F , Е , В , а з — швидкість світла у вакуумі. Формула справедлива при будь-яких значеннях швидкості зарядженої частки. Вона є найважливішим співвідношенням електродинаміки, оскільки дозволяє пов'язати рівняння електромагнітного поля з рівняннями руху заряджених часток.

  Перший член в правій частині формули — сила, що діє на заряджену частку в електричному полі, другий — в магнітному. Магнітна частина Л. с. пропорційна векторному твору u і В , тобто вона перпендикулярна швидкості частки (напряму її руху) і вектору магнітної індукції; отже, вона не здійснює механічної роботи і лише скривлює траєкторію руху частки, не міняючи її енергії. Величина цієї частини Л. с. рівна u  Bsin а, де а — кут між векторами u і В [множник 1/ з пов'язаний з вибором одиниць виміру: передбачається, що всі величини вимірюються в абсолютній (гаусом) системі одиниць ( СГС системі одиниць ); у системі СІ цей множник відсутній]. Таким чином, магнітна частина Л. с. максимальна, якщо напрям руху частки складає з напрямом магнітного поля прямий кут, і дорівнює нулю, якщо частка рухається уздовж напряму поля.

  У вакуумі в постійному однорідному магнітному полі ( В = Н , де Н — напруженість поля) заряджена частка під дією Л. с. (її магнітній частині) рухається по гвинтовій лінії з постійною по величині швидкістю u, при цьому її рух складається з рівномірного прямолінійного руху уздовж напряму магнітного поля Н (із швидкістю u||, рівній складовій швидкості частки u у напрямі Н ) і рівномірного обертального руху в плоскості, перпендикулярній Н (із швидкістю u^, рівною складовою u в напрямі, перпендикулярному Н ). Проекція траєкторії руху частки на плоскість перпендикулярну Н , є коло радіусу R = cm u ^ /eh , а частота обертання рівна w = eh/mc (так звана циклотронна частота ) . Вісь гвинтової лінії збігається з напрямом поля Н , і центр кола переміщається уздовж силової лінії поля.

  Якщо електричне поле Е не дорівнює нулю, то рух носить складніший характер. Відбувається переміщення центру обертання частки перпендикулярно полю Н , зване дрейфом. Напрям дрейфу визначається вектором [ Е H ] і не залежить від знаку заряду. Швидкість дрейфу і для простого випадку схрещених полів ( Е ^ Н ) рівна u = ce/h .

  Дія магнітного поля на рухомі заряджені частки приводить до перерозподілу струму по перетину провідника, що знаходить свій прояв в різних термомагнітних і гальваномагнітних явищах ( Нернсту — Еттінгсхаузена ефект, Холу ефект і інших).

 

  Літ.: Лорентц Р. А., Теорія електронів і її застосування до явищ світла і теплового випромінювання, переклад з англійського, 2 видання, М., 1953; Тамм І. Е., Основи теорії електрики, 7 видання, М., 1957; Фейнман Р., Лейтон Р., Сендс М., Фейнмановськие лекції з фізики, [переклад з англійського], в, 6, М., 1966.