определение, формула, физический смысл, применение

Силой Лоренца называют силу, которая действует со стороны электромагнитного поля на движущийся электрический заряд. Весьма нередко силой Лоренца называют лишь магнитную составляющую этого поля. Формула для определения:

F = q(E+vB),

где q — заряд частицы; Е — напряжённость электрического поля; B — магнитная индукция поля; v — скорость частицы. 

Сила Лоренца очень похожа по своему принципу на силу Ампера, разница заключается в том, что последняя действует на весь проводник, который в целом электрически нейтральный, а сила Лоренца описывает влияние электромагнитного поля лишь на единичный движущийся заряд.

Она характеризуется тем, что не изменяет скорость перемещения зарядов, а лишь воздействует на вектор скорости, то есть способна изменять направление движения заряженных частиц.

В природе сила Лоренца позволяет защищать Землю от воздействия космической радиации. Под её воздействием падающие на планету заряженные частицы отклоняются от прямой траектории благодаря присутствию магнитного поля Земли, вызывая полярные сияния.

В технике сила Лоренца используется очень часто: во всех двигателях и генераторах именно она приводит во вращение ротор под действием электромагнитного поля статора.

Таким образом, в любых электромоторах и электроприводах основным видом силы является Лоренцева. Кроме того, она применяется в ускорителях заряженных частиц, а также в электронных пушках, которые раньше устанавливались в ламповых телевизорах. В кинескопе испускаемые пушкой электроны отклоняются под влиянием электромагнитного поля, что происходит при участии Лоренцевой силы.

Кроме того, эта сила используется в масс-спектрометрии и масс-электрографии для приборов, способных сортировать заряженные частицы в зависимости от их удельного заряда (отношение заряда к массе частицы). Это позволяет с высокой точностью определять массу частиц. Также находит применение в других КИП, например, в бесконтактном способе измерения расхода электропроводящих жидких сред (расходомеры). Это очень актуально, если жидкая среда обладает очень высокой температурой (расплав металлов, стекла и др.).

pue8.ru

Формула силы Лоренца в физике

Определение и формула силы Лоренца

Определение

Сила , действующая на движущуюся заряженную частицу в магнитном поле, равная:

называется силой Лоренца (магнитной силой).

Исходя из определения (1) модуль рассматриваемой силы:

где – вектор скорости частицы, q – заряд частицы,
– вектор магнитной индукции поля в точке нахождения заряда,
– угол между векторами
и
. Из выражения (2) следует, что если заряд движется параллельно
силовым линиям магнитного поля,то сила Лоренца равна нулю. Иногда силу Лоренца стараясь выделить, обозначают, используя индекс:

Направление силы Лоренца

Сила Лоренца (как и всякая сила) – это вектор. Ее направление перпендикулярно вектору скорости
и вектору
(то есть перпендикулярно плоскости, в которой находятся векторы скорости и магнитной
индукции) и определяется правилом правого буравчика (правого винта) рис.1 (a). Если мы имеем дело с отрицательным зарядом,
тонаправление силы Лоренца противоположно результату векторного произведения
(рис.1(b)).

вектор направлен перпендикулярно плоскости рисунков на нас.

Следствия свойств силы Лоренца

Так как сила Лоренца направлена всегда перпендикулярно направлению скорости заряда, то ее работа над частицей равна нулю. Получается,
что воздействуя на заряженную частицу при помощи постоянного магнитного поля нельзя изменить ее энергию.

Если магнитное поле однородно и направлено перпендикулярно скорости движения заряженной частицы, то заряд под воздействием
силы Лоренца будет перемещаться по окружности радиуса R=const в плоскости, которая перпендикулярна вектору магнитной индукции.
При этом радиус окружности равен:

где m – масса частицы,|q|- модуль заряда частицы,
– релятивистский множитель Лоренца, c – скорость света в вакууме.

Сила Лоренца — это центростремительная сила. По направлению отклонения элементарной заряженной частицы в магнитном поле делают вывод о ее знаке (рис.2).

Формула силы Лоренца при наличии магнитного и электрического полей

Если заряженная частица перемещается в пространстве, в котором находятся одновременно два поля (магнитное и
электрическое), то сила, которая действует на нее, равна:

где – вектор напряженности электрического поля в точке, в которой находится заряд.
Выражение (4) было эмпирически получено Лоренцем. Сила
, которая входит в формулу (4) так же называется силой Лоренца
(лоренцевой силой). Деление лоренцевой силы на составляющие: электрическую
и магнитную
относительно, так как связано с выбором инерциальной системы отсчета.
Так, если система отсчета будет двигаться с такой же скоростью
, как и заряд, то в такой системе сила Лоренца, действующая на частицу, будет равна нулю.

Единицы измерения силы Лоренца

Основной единицей измерения силы Лоренца (как и любой другой силы) в системе СИ является: [F]=H

В СГС: [F]=дин

Примеры решения задач

Пример

Задание. Какова угловая скорость электрона, который движется по окружности в магнитном поле с индукцией B?

Решение. Так как электрон (частица имеющая заряд) совершает перемещение в магнитном поле, то на
него действует сила Лоренца вида:

где q=qe – заряд электрона. Так как в условии сказано, что электрон движется по окружности, то это означает, что
, следовательно, выражение для модуля силы Лоренца примет вид:

Сила Лоренцаявляется центростремительной и кроме того, по второму закону Ньютона будет в нашем случае равна:

Приравняем правые части выражений (1.2) и (1.3), имеем:

Из выражения (1.3) получим скорость:

Период обращения электрона по окружности можно найти как:

Зная период, можно найти угловую скорость как:

Ответ.

Читать дальше: Формула силы натяжения нити.

Вы поняли, как решать? Нет?


Помощь с решением

www.webmath.ru

Теория(Сила Лоренца) — Сила Ампера и Сила Лоренца

  • Главная страница
    • Теория(Сила Ампера)
    • Теория(Сила Лоренца)

  • Об авторах
  • Ссылки
  • Тест
  • Карта сайта

Главная страница

‎ > ‎

Теория(Сила Лоренца)

ЛОРЕНЦ, ХЕНДРИК АНТОН
Нидерландский физик

Сила Лоренца

Угол α в этом выражении равен углу между скоростью
и вектором магнитной индукции 
Направление силы Лоренца, действующей на положительно заряженную
частицу, так же, как и направление силы Ампера, может быть найдено по правилу левой руки или по правилу буравчика. Взаимное расположение векторов

, и для положительно заряженной частицы показано на рис.

(Взаимное расположение векторов , и Модуль силы Лоренца численно равен площади параллелограмма, построенного на векторах и помноженной на заряд q)

Сила Лоренца направлена перпендикулярно векторам и

При движении заряженной частицы в магнитном поле сила Лоренца работы не совершает.
Угловая скорость движения заряженной частицы по круговой траектории

называется

www.sites.google.com

Где применяется сила лоренца — Где и как применяется сила Лоренца? — 22 ответа



В разделе Образование на вопрос Где и как применяется сила Лоренца? заданный автором электростатика лучший ответ это Сила Лоренца названа в честь голландского физика Хендрика Лоренца.
Сила Лоренца — сила, действующая на заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле:
(в СИ)
(в СГС) , где:
c — электродинамическая постоянная
q — заряд частицы
v — скорость частицы
B — магнитная индукция поля
α — угол между вектором скорости и вектором магнитной индукции (см также питч-угол)
При движении заряженной частицы в электромагнитном поле на неё будут действовать и электрическое, и магнитное поле (часто эту результирующую силу также называют силой Лоренца) :
(в СИ)
(в СГС) , где:
E — напряжённость электрического поля
FL — сила Лоренца
Fe — сила, действующая со стороны электрического поля
Силу Лоренца применяют в телевизорах, масс-спектограф.
Источник:

Ответ от 22 ответа[гуру]

Привет! Вот подборка тем с ответами на Ваш вопрос: Где и как применяется сила Лоренца?

Ответ от шеврон[гуру]
Силу Лоренца применяют в телевизорах, масс-спектограф

Ответ от Natalya Krivolutskaya[гуру]
Это где-то в физике, магнитные ловушки и т. д. Сила Лоренца — сила, действующая на заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле. Используется в телевизионных трубках, а также в масс-спектрометрии.

Ответ от Маshul[гуру]
Лоренцова сила бегать нас манила
Круг за кругом бегать эта сила звала
В синхрофазотроне или циклотроне
Вот такою сильной сила былааа
ла-ла-ла-ла ла-ла-ла-ла ла-ла-ла-ла

Система автоматизированного проектирования на Википедии
Посмотрите статью на википедии про Система автоматизированного проектирования

 

Ответить на вопрос:

22oa.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о