Модуль силы Лоренца

В предыдущем параграфе мы рассматривали силу Ампера, действующую на проводник с током, помещённый в магнитное поле. Но проводник с током отличается от проводника, в котором тока нет, только тем, что в проводнике с током есть направленное движение заряженных частиц. Следовательно,

магнитное поле действует на движущиеся заряженные частицы.

Силу, действующую на заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле, называют силой Лоренца в честь голландского физика X. Лоренца, изучавшего движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях.

Модуль и направление силы Лоренца можно найти, зная модуль и направление силы Ампера.

Докажем, что когда скорость заряженной частицы перпендикулярна вектору магнитной индукции (рис. 3.1), модуль силы Лоренца выражается формулой

F_Л = Bqυ, (1)

Рис. 3.1

где q — заряд частицы.

Как мы уже знаем, модуль силы Ампера, действующей на прямолинейный проводник с током, перпендикулярный вектору магнитной индукции, выражается формулой (см. § 2):

F_А = ВIl, (2)

где В — модуль магнитной индукции, I — сила тока в проводнике, l — длина проводника.

По определению, сила тока

сила тока в проводнике

где Q — заряд, который проходит через поперечное сечение проводника за время t.

В качестве t удобно выбрать промежуток времени, в течение которого все свободные заряды, содержащиеся в проводнике длиной l, пройдут через поперечное сечение проводника. Если обозначить α среднюю скорость направленного движения свободных зарядов, то

Окончание >>>