Lorenca spēks

Lorenca spēks ir spēks, ar kādu klasiskajā fizikā elektromagnētiskais lauks darbojas uz ikvienu kustībā esošu punktveida lādiņu. Lorenca spēks magnētiskajā laukā piešķir daļiņai centrtieces paātrinājumu, tā rezultātā daļiņa sāk vienmērīgi kustēties pa riņķa līniju. Lorenca spēka darbību izmanto masspektrogrāfā un ciklotronā. Lorenca spēka iedarbībā daļiņas kustības trajektorija izliecas. Nosaukts nīderlandiešu fiziķa Hendrika Antona Lorenca vārdā.

Skalārā forma

Magnētiskā lauka indukcijas līnijas (sarkanā krāsā) darbojas uz lādiņu pretēji y ass virzienam. Ātruma vektora virziens (zilā krāsā) sakrīt ar z asi. Tādā gadījumā Lorenca spēka virziens (pelēkā krāsā) sakrīt ar x ass virzienu. Ja lādiņš ir negatīvs, tad Lorenca spēks darbojas pretējā virzienā.

Lorenca spēku aprēķina pēc formulas:

${\displaystyle F_{L}=qBv\sin \alpha \ }$

kur

${\displaystyle F_{L}\ }$ - Lorenca spēks (N);

${\displaystyle q\ }$ - lādiņš, uz kuru darbojas Lorenca spēks (C);

${\displaystyle B\ }$ - magnētiskā lauka indukcija (T);

${\displaystyle v\ }$ - lādiņa ātrums (m/s);

${\displaystyle \alpha \ }$ - leņķis starp lādiņa kustības virzienu un indukcijas līniju virzienu (rad).

Lorenca spēka virzienu nosaka pēc kreisās rokas likuma, tas ir:

• Indukcijas līnijas ieiet plaukstā;
• Lādiņa kustība notiek izstiepto pirkstu virzienā;
• Lorenca spēka virziens sakrīt ar atliektā īkšķa virzienu (ja lādiņš ir negatīvs, tad spēks darbojas pretējā virzienā).

Vektoriālā forma

Lorenca spēka darbības virziens ir atkarīgs no lādiņa ātruma un magnētiskā lauka indukciju līniju darbības virziena.

${\displaystyle {\vec {F}}_{L}=q({\vec {v}}\times {\vec {B}})\ }$

Magnētiskā indukcija

Lorenca spēka formulu var izmantot, lai definētu magnētisko indukciju.

• ātruma vektors tiek sadalīts:

${\displaystyle {\vec {v}}={\vec {v}}_{T}+{\vec {v}}_{II}\ }$

kur

${\displaystyle {\vec {v}}_{T}\ }$ - magnētiskajai indukcijai perpendikulārā ātruma komponente;

${\displaystyle {\vec {v}}_{II}\ }$ - magnētiskajai indukcijai paralēlā ātruma komponente.

• Lorenca spēka formulas abas puses vektoriāli reizina ar ātruma perpendikulāro komponenti ${\displaystyle {\vec {v}}_{T}\ }$:

${\displaystyle {\vec {v}}_{T}\times {\vec {F}}_{L}=q({\vec {v}}_{T}\times (({\vec {v}}_{II}+{\vec {v}}_{T})\times {\vec {B}}))=q({\vec {v}}_{T}\times ({\vec {v}}_{T}\times {\vec {B}}))=-qv_{T}^{2}{\vec {B}}\ }$

• no tā izriet:

${\displaystyle {\vec {B}}={\frac {1}{qv_{T}^{2}}}{\vec {F}}_{L}\times {\vec {v}}_{T}\ }$

Skatīt arī

• Ampēra spēks
• Arhimēda spēks
• Atgrūšanās spēks
• Ārējie spēki
• Berzes spēks
• Cēlējspēks
• Elastības spēks
• Gravitācijas spēks
• Iekšējie spēki
• Kulona spēks
• Mijiedarbības spēks
• Molekulārie spēki
• Pievilkšanās spēks
• Pretestības spēks
• Reakcijas spēks
• Sastiepuma spēks
• Smaguma spēks
• Svars
• Trieciena spēks
• Vilcējspēks

Ārējās saites

• Vikikrātuvē par šo tēmu ir pieejami multivides faili. Skatīt: Lorenca spēks.
• Encyclopædia Britannica raksts (angliski)
• Krievijas Lielās enciklopēdijas raksts (krieviski)