Сила Лоренца. Рассмотрим подробнее вторую составляющую силы Лоренца

Рассмотрим подробнее вторую составляющую силы Лоренца.

Именно эту компоненту, зависящую от скорости, чаще всего и называют силой Лоренца. Получим её из силы Ампера. Ток это совокупность большого числа движущихся зарядов. Найдём силу, действующую на один заряд со стороны магнитного поля.

Причём , тогда запишем.

Мы учли что

– число зарядов в объёме S×dl.

В итоге получаем силу Лоренца, силу, действующую со стороны магнитного поля на движущийся со скоростью заряд.

Здесь под скоростью нужно понимать любую скорость. Но тепловая скорость хаотична по направлениям и равнодействующая этой силы будет равна нулю. Вклад даёт только скорость упорядоченного движения.

Исходя из векторного произведения, модуль силы Лоренца можно записать в следующем виде.

a – угол между векторами v и B. Следовательно, заряд, движущийся вдоль линии магнитной индукции не испытывает силы (так как sin0^o = 0).

Направление силы Лоренца перпендикулярно к плоскости, в которой лежат вектора v и B. К движущемуся положительному заряду применимо правило левой руки. Или правило правого буравчика: вращать вектор v к B – поступательное движение укажет направление сила F_Л. Направление действия силы для отрицательного заряда – противоположное. Следовательно, к электронам следует применять правило правой руки.

Поскольку сила Лоренца всегда направлена перпендикулярно к движению заряда (т.е. ), она работы над частицей не совершает. Следовательно, действуя на заряженные частицы постоянным магнитным полем, изменить энергию частицы нельзя. Это справедливо только для постоянного магнитного поля.