Сила на Лоренц | dLambow

(Lorentz force) -

Силата на Лоренц действа върху заредена частица в поле

Какво е силата на Лоренц?

Сила на Лоренц е силата, действаща върху заредена частица, причинена от електрическото, магнитното или електромагнитно полета на средата, в която тя се намира. Тя е векторна величина, т.е. има големина и посока.

Сила на Лоренц (Lorentz force)

Формула за силата на Лоренц

Лоренцовата сила се изразява с уравнението на Лоренц-Кулон:

F = q(E + v x B)

където:

• - F - Сила на Лоренц
• - q - Заряд на частицата
• - E - Електрическо поле
• - v - Скорост на частицата
• - B - Магнитно поле
• - x - Векторно произведение

Компоненти (съставни части) на силата на Лоренц

Силата на Лоренц се състои от два компонента:

- Електрическа сила

F_e = qE,

действаща по посока на електрическото поле.

- Магнитна сила

F_m = qv x B,

действаща перпендикулярно на електрическото поле и на скоростта на частицата.

- Направление:

• - Силата на Лоренц е перпендикулярна на равнината, образувана от векторите на скоростта v и магнитното поле B.
• - Силата на Лоренц не зависи от масата на частицата.

Свойства на силата на Лоренц

• - Силата на Лоренц е перпендикулярна на скоростта на частицата и на магнитното поле.
• - Силата на Лоренц е пропорционална на заряда на частицата, скоростта й и индукцията на магнитното поле.
• - Силата на Лоренц е векторна величина.

Приложения на силата на Лоренц:

- Движение на заредени частици в магнитни полета

Силата на Лоренц е отговорна за траекториите на заредени частици в магнитни полета. Примери за това са движението на електрони в атом, движението на йони в масспектрометър и движението на космически лъчи в магнитното поле на Земята.

- Електродвигатели

Силата на Лоренц е в основата на работата на електродвигателите. Когато ток протича през проводник, разположен в магнитно поле, върху него действа сила на Лоренц, която го кара да се движи.

- Магнитно-резонансна томография (ЯМР)

Силата на Лоренц се използва в ЯМР за манипулиране на спиновете на атомните ядра.

- Електромагнетизъм

Използва се за описание на движението на заредени частици в електрически и магнитни полета.

- Астрофизика

Използва се за изучаване на движението на заредени частици в космически пространства.

- Ядрена физика

Използва се за изучаване на движението на заредени частици в атома.

- Техника

Използва се в много устройства, като електродвигатели, генератори, масспектрометри и др.

Примери:

- Движение на електрон в магнитно поле

Ако пуснем електрон в хомогенно магнитно поле, перпендикулярно на неговата скорост, електронът ще се движи по окръжна траектория. Силата на Лоренц в този случай е центростремителната сила, която държи електрона в кръгово движение.

- Работа на електродвигател

Електродвигателят използва силата на Лоренц, за да преобразува електрическа енергия в механична енергия.

Допълнителни сведения:

• - Силата на Лоренц е важна концепция в електромагнетизма и има много приложения в различни области на физиката.
• - Силата на Лоренц е векторна величина, т.е. има големина и посока.
• - Силата на Лоренц се състои от два компонента: електрическа сила и магнитна сила.

-------
Ако темата ви харесва, споделете я с приятели. Ако са възникнали въпроси, задайте ги в коментарите по-долу. След седмица проверете за отговора.
----------------