洛伦兹力luolun zili
运动电荷在磁场中所受的力。它是荷兰物理学家H·A·洛伦兹于1895年建立经典电子论时,作为基本假定而提出的,后被大量实验结果所证实,因此得名。洛伦兹力的矢量表示式为:
F=q(v×B)
式中q为电荷量,v为电荷的运动速度,B为磁场的磁感应强度,F为洛伦兹力。当v与B的夹角为θ时见图,F的大小为:
F=qvsinθB
F的方向垂直于v和B所决定的平面,当q>0时,指向由v经小于180°的角转向B的右手螺旋前进方向。当q<0时,指向与上述右手螺旋前进方向相反。由于F⊥v,洛伦兹力只改变v的方向,不改变v的大小。所以,洛伦兹力对运动电荷不做功。在电磁场理论中,洛伦兹力表示为:
F=q(E+v×B)
式中E为电场强度。在中学物理课本中,洛伦兹力的方向用左手定则来确定。即伸开左手,让磁力线进入手心,四指指向正电荷运动方向,拇指所指的方向就是正电荷所受的洛伦兹力的方向。左手定则与右手螺旋法则是一致的,后者更具有一般性。洛伦兹力公式对宏观点电荷成立,并可由此出发,推导出一段通电导线在磁场中所受的安培力。此公式对微观领域也适用。
洛伦兹力的应用很广泛,如回旋加速器、速度选择器、质谱仪等都主要是根据这一原理制成的,此外还可用洛伦兹力解释霍耳效应。
