移動電荷の力
磁場で移動する荷電粒子が経験する力は、ローレンツ軍の法則によって記述されています :
f =q(v x b)
どこ:
* f 帯電した粒子の力です
* q 電荷の大きさです
* v 荷電粒子の速度です
* b 磁場強度です
* x クロス製品を表します
クロス製品と最大力
2つのベクトルのクロス積は、両方の元のベクトルに垂直な3番目のベクトルです。 2つの元のベクトルが垂直な場合、クロス製品の大きさは最大化されます。
* 最大力: 速度ベクトル(v)が磁場ベクトル(b)に垂直になると、クロス積(v x b)が最大化されます。これは、荷電粒子に作用する磁力(f)も最大にあることを意味します。
* ゼロ力: 速度ベクトルが磁場ベクトルと平行またはアンチパラレルの場合、クロス製品はゼロです。この場合、荷電粒子に磁力はありません。
力を視覚化する
均一な磁場を通って移動する荷電粒子を想像してください。
1。垂直運動: 粒子が磁場線に対して垂直に移動すると、力は最大になり、粒子が円形経路に移動します。
2。平行動き: 粒子が磁場線と平行に移動すると、粒子に力があり、直線で動き続けます。
3。角度: 速度ベクトルが磁場ベクトルに角度を付けると、力はその最大値よりも少なくなり、粒子がらせん状の経路(円形運動と線形運動の組み合わせ)に移動します。
キーポイント
*磁力の方向は、帯電した粒子の速度と磁場の両方に常に垂直です。これが、力が帯電した粒子の経路のたわみを引き起こす理由です。
*磁力の強度は、電荷の大きさ、荷電粒子の速度、および磁場の強度に依存します。
*磁場の荷電粒子の力は、粒子加速器、質量分析計、電気モーターなど、多くの用途で使用される基本原理です。