S E N S A T E K A . R U Сборник увлекательных статей  
 
  • Главная

  •  

    ЛОРЕНЦА СИЛА



    ЛОРЕНЦА СИЛАЛОРЕНЦА СИЛА, сила, действующая на заряженную частицу, движущуюся в электромагнитном поле. Формула для Л. с. F была впервые получена X. А. Лоренцам как результат обобщения опыта и имеет вид:
    Здесь е - заряд частицы, Е - напряжённость электрич. поля, В - магнитная индукция, v - скорость заряженной частицы относительно системы координат, в к-рой вычисляются величины F, E, В, а с - скорость света в вакууме. Формула справедлива при любых значениях скорости заряженной частицы. Она является важнейшим соотношением электродинамики, т. к. позволяет связать уравнения электромагнитного поля с уравнениями движения заряженных частиц. Первый член в правой части формулы - сила, действующая на заряженную частицу в электрич. поле, второй - в магнитном. Магнитная часть Л. с. пропорциональна векторному произведению v и В, т. е. она перпендикулярна скорости частицы (направлению её движения) и вектору магнитной индукции; следовательно, она не совершает механич. работы и только искривляет траекторию движения частицы, не меняя её энергии. Величина этой части Л. с. равна e/c*v B Sin a, где a - угол между векторами v и В [множитель 1/с связан с выбором единиц измерения: предполагается, что все величины измеряются в абсолютной (гауссовой) системе единиц (СГС системе единиц); в системе СИ этот множитель отсутствует]. Т. о., 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 Н (со скоростью v||, равной составляющей скорости частицы v в направлении Н) и равномерного вращат. движения в плоскости, перпендикулярной Н (со скоростью v перпендикулярна, равной составляющей v в направлении, перпендикулярном Н). Проекция траектории движения частицы на плоскость, перпендикулярную Н, есть окружность радиуса R = cmv перпендикулярна /eH, а частота вращения равна w = еН/тс (т. н. циклотронная частота). Ось винтовой линии совпадает с направлением поля Н, и центр окружности перемещается вдоль силовой линии поля.

    Если электрич. 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 [ЕН] и не зависит от знака заряда. Скорость дрейфа и для простейшего случая скрещенных полей (Е перпендикулярна Н) равна и = сЕ/Н.

    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 - Эт-тингсхаузена эффект, Холла эффект и др.).

    Лит.: 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, 7 изд., М., 1957; ф е и н-ман Р., Лейтон Р., Сэндс М., Фейнмановские лекции по физике, [пер. с англ.], в. 6, М., 1966.

    Содержание

    Copyrights SENSATEKA.RU
    инструкции