Сила Лоренца. Действие магнитного поля на заряд

Лоренц Хендрик Антон

Лоренц ввел в электродинамику представления о дискретности электрических зарядов и записал уравнения для электромагнитного поля, созданного отдельными заряженными частицами (уравнения Максвелла – Лоренца); ввел выражение для силы, действующей на движущийся заряд в электромагнитном поле; создал классическую теорию дисперсии света и объяснил расщепление спектральных линий в магнитном поле (эффект Зеемана). Его работы по электродинамике движущихся сред послужили основой для создания специальной теории относительности.

(1853 – 1928 г.г.)

великий

нидерландский

физик – теоретик,

создатель

классической

электронной

теории

Сила Лоренца -

это сила, с которой магнитное поле действует на заряженные частицы

Модуль силы Лоренца прямо пропорционален:

- индукции магнитного поля В ( в Тл );

- модулю заряда движущейся частицы | q 0 | ( в Кл );

- скорости частицы  ( в м/с )

где угол α – это угол между вектором магнитной индукции и направлением вектора скорости частицы

Направление силы Лоренца

Направление силы Лоренца определяется по правилу левой руки: левую руку надо расположить так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, четыре вытянутых пальца были направлены по направлению движения положительно заряженной частицы (или против отрицательной), тогда отогнутый на 90 ˚ большой палец покажет направление действия силы Лоренца.

α = 0˚ = sin α = 0 F л = 0 = Если сила, действующая на частицу, = 0, то частица, влетающая в магнитное поле, будет двигаться равномерно и прямолинейно вдоль линий магнитной индукции " width="640"

Пространственные траектории заряженных частиц в магнитном поле

Частица влетает в магнитное поле ll линиям

магнитной индукции = α = 0˚ = sin α = 0

F л = 0

=

Если сила, действующая на частицу, = 0, то частица, влетающая в магнитное поле, будет двигаться

равномерно и прямолинейно вдоль линий

магнитной индукции

sin α = 1 = В этом случае сила Лоренца максимальна, значит, частица будет двигаться с центростремительным ускорением по окружности " width="640"

Пространственные траектории заряженных частиц в магнитном поле

Если вектор В ┴ вектору скорости  , то α = 90˚ = sin α = 1 =

В этом случае сила Лоренца максимальна, значит, частица будет двигаться

с центростремительным ускорением по окружности

Пространственные траектории заряженных частиц в магнитном поле

Вектор скорости нужно разложить на две составляющие:  ║ и  ┴ , т.е. представить сложное движение частицы в виде двух простых:

равномерного прямолинейного движения вдоль линий индукции и движения по окружности перпендикулярно линиям индукции – частица движется по спирали .

1

R = m  | q B

Применение силы Лоренца

1. Определите направление действия силы Лоренца

1

5

▪

2

4

6

х

3

а) 1 б) 2 в) 3

г) 4 д) 5 е) 6

2. Определите направление действия силы Лоренца

1

5

х

2

4

6

▪

3

а) 1 б) 2 в) 3

г) 4 д) 5 е) 6

3. Определите направление действия силы Лоренца

1

5

х

2

4

6

▪

3

а) 1 б) 2 в) 3

г) 4 д) 5 е) 6

4. Определите направление действия силы Лоренца

1

5

х

3

4

▪

6

2

а) 1 б) 2 в) 3

г) 4 д) 5 е) 6

5. По какой траектории будет двигаться данная частица в магнитном поле?

а) по окружности в плоскости чертежа;

б) по окружности в плоскости перпендикулярной плоскости чертежа;

в) по спирали, плоскость витков которой лежит в плоскости чертежа;

г) по спирали, плоскость витков которой перпендикулярна плоскости чертежа;

д) по прямой вдоль линий индукции;

е) по прямой против линий индукции.

6. По какой траектории будет двигаться данная частица в магнитном поле?

а) по окружности в плоскости чертежа;

б) по окружности в плоскости перпендикулярной плоскости чертежа;

в) по спирали, плоскость витков которой лежит в плоскости чертежа;

г) по спирали, плоскость витков которой перпендикулярна плоскости чертежа;

д) по прямой вдоль линий индукции;

е) по прямой против линий индукции.

7. По какой траектории будет двигаться данная частица в магнитном поле?

а) по окружности в плоскости чертежа;

б) по окружности в плоскости перпендикулярной плоскости чертежа;

в) по спирали, плоскость витков которой лежит в плоскости чертежа;

г) по спирали, плоскость витков которой перпендикулярна плоскости чертежа;

д) по прямой вдоль линий индукции;

е) по прямой против линий индукции.

Домашнее задание:

§ 6

Спасибо за работу на уроке!

Успехов!