AllPhysics.ru

ЛОРЕНЦА СИЛА, сила, действующая на заряж. ч-цу, движущуюся в эл.-магн. поле. Ф-ла для Л. с. F впервые получена X. А. Лоренцем, обобщившим эксперим. данные, имеет вид:

F = eE+e/c[vB], (*)

где е — заряд ч-цы, Е — напряжённость электрич. поля, В — магнитная

индукция, v — скорость ч-цы относительно системы координат, в к-рой вычисляются величины F, E, В. Ф-ла (*) справедлива' при любых значениях скорости заряж. ч-цы; она явл. важнейшим соотношением электродинамики, т. к. позволяет связать ур-ния эл.-магн. поля с ур-ниями движения заряж. ч-ц.

Первый член в правой части (*) — сила, действующая на заряж. ч-цу в электрич. поле, второй — в магнитном. Т. к. магн. часть Л. с. ~ [vB], то сила, действующая со стороны магн. поля на частицу, перпендикулярна v и В и, следовательно, не совершает работы, а лишь искривляет траекторию движения ч-цы, не меняя её энергии. Модуль её в Гаусса системе единиц равен (e/c)vB sina, где a — угол между векторами v и В [в системе СИ вместо множителя 1/с в ф-ле (*) должен быть коэфф. k=1]. Т. о., магн. часть Л. с. максимальна при a=90° и равна нулю при a=0.

В вакууме в постоянном однородном магн. поле (В=Н, где Н — напряжённость магн. поля) заряж. ч-ца под действием магн. составляющей Л. с. движется по винтовой линии с постоянной по величине скоростью у; при атом её движение складывается из равномерного прямолинейного движения вдоль направления Н (со скоростью v_|| — составляющей скорости ч-цы v в направлении Н) и равномерного вращат. движения в плоскости, перпендикулярной H (со скоростью v^. — составляющей скорости v в направлении, перпендикулярном Н). Проекция траектории движения ч-цы на плоскость, перпендикулярную Н, есть окружность радиуса R=cmv^/eH, а частота вращения w=еН/mс (т. н. циклотронная частота; т — масса ч-цы). Ось винтовой линии совпадает с направлением Н, и центр окружности перемещается вдоль силовой линии поля со скоростью v^.

Если Е¹0, то движение в магн. поле носит более сложный хар-р — происходит перемещение центра вращения ч-цы перпендикулярно полю H, наз. дрейфом ч-цы. Направление дрейфа определяется вектором [EH] и не зависит от знака заряда. Скорость дрейфа и для простейшего случая скрещённых полей (Е^Н) равна u=сЕ/Н.

Воздействие магн. поля на движущиеся заряды приводит к перераспределению тока по сечению проводника, что проявляется в разл. термомагн. и гальваномагн. явлениях (см. Нернста — Эттингсхаузена эффект, Холла эффект).

•Лорентц Г. А., Теория электронов и ее применение к явлениям света и теплового излучения, пер. с англ., 2 изд., М., 1953; Т а м м И. Е., Основы теории электричества, 9 изд., М., 1976; Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М., Фейнмановские лекции по физике, [пер. с англ.], в. 6, М., 1966.