Lorentzova síla

Z WikiSkript
Zkontrolováno old.png

Lorentzova síla[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Lorentzova síla FL je síla, která vzniká působením magnetické a elektrostatické síly na částici s nábojem. Většinou se jako Lorentzova síla označuje pouze magnetická síla působící na pohybující se nabitou částici v magnetickém poli.

Hendrik Antoon Lorentz[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

(18. července 1853 v Arnhemu – 4. února 1928 v Haarlemu)
Einstein a Lorentz

Hendrik Antoon Lorentz byl nizozemský fyzik a držitel Nobelovy ceny za fyziku z roku 1902. Tuto cenu získal s Pietrem Zeemanem za výzkum vlivu magnetismu na záření. Ve 22 letech obhájil disertační práci na Univerzitě v Leidnu. Práce měla takový úspěch, že mu univerzita založila novou katedru teoretické fyziky. Během svého života se Hendrik Antoon Lorentz zabýval různými obory fyziky, například mechanikou, termodynamikou a výzkumem světla. Jeho nejdůležitější přínosy jsou v oblasti elektronové teorie, teorie relativity a elektromagnetismu.

Částice s nábojem v magnetickém poli[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Trajektorie kladně, záporně a neutrálně nabitých částic v homogenním magnetickém poli

Kladně i záporně nabité částice pohybující se v magnetickém poli, které se vyskytují samostatně nebo ve vodiči, jsou tímto magnetickým polem ovlivňovány. Magnetické pole na ně působí magnetickou silou, velikost této síly je dána vztahem:

Fm = Bqv sin α

kde:

  • B je velikost magnetické indukce (jednotka tesla T)
  • q je velikost náboje (jednotka coulomb C)
pro elektrony se používá elementární náboj elektronu e = −1,602 · 10−19 C
  • v je rychlost částice (jednotka m/s)
  • sin α je úhel, který svírá směr pohybu částice s magnetickými indukčními čarami

Prakticky lze působení magnetické síly znázornit použitím vodiče s proudem a podkovovitým magnetem nebo v tzv. Wehneltově trubici.

Vektorový zápis[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Působení podkovovitého magnetu na částici a na vodič s proudem
Flemingovo pravidlo levé ruky

Vektorový zápis pro magnetickou sílu je:

Fm = qv x B

Směr působení magnetické síly, jak vyplývá z vektorového součinu, je kolmý na směr pohybu i na směr magnetické indukce. Směr lze určit pomocí Flemingova pravidla levé ruky, které zní:

Pozor, je třeba pamatovat na fakt, že elektrony se pohybují proti směru proudu.

Výpočet Lorentzovy síly[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Pokud na částici působí nejen magnetická, ale i elektrostatická síla, Lorentzova síla se vypočítá ze vztahu:

FL = qE + qv x B

kde:

  • E je intenzita elektrického pole

Vektorový zápis vzorce je:

FL = qE + qv x B

Využití[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

V praxi se tento jev široce využívá, např.:

Odkazy[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Externí odkazy[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Zdroje[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]