Lorentzova sila

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Skoči na: navigacija, iskanje
Tir delca z električnim nabojem e(≡ q) pod vplivom gostote magnetnega polja B (v smeri proti opazovalcu ven iz slike) za različne vrednosti e
Žarek elektronov, ki se giblje po krožnici zaradi prisotnosti magnetnega polja (ciklotronsko gibanje). Vijolična svetloba se izseva vzdolž tira elektronov, ker elektroni zadevajo s plinskimi molekulami v bučki

Lorentzova síla [lórencova ~] je sila, ki deluje na električni naboj v električnem in magnetnem polju:

 \vec\mathbf{F} = \vec\mathbf{F}_{\mathrm{e}} + \vec\mathbf{F}_{\mathrm{m}} \!\, ,

oziroma:

 \vec\mathbf{F} = e (\vec\mathbf{E} + \vec\mathbf{v} \times \vec\mathbf{B}) \!\, .

Pri tem je \vec\mathbf{F} vektor sile, e električni naboj, \vec\mathbf{E} vektor jakosti električnega polja, \vec\mathbf{v} vektor hitrosti, s katero se naboj giblje, \vec\mathbf{B} pa vektor gostote magnetnega polja.

Električno polje v smeri gibanja nabitega delca tega pospešuje ali zavira, električno polje v prečni smeri pa ga odklanja iz smeri. Prav tako delec odklanja tudi prečno magnetno polje, medtem ko magnetno polje v smeri gibanja delca na njegovo gibanje nima vpliva, saj je vektorski produkt dveh kolinearnih vektorjev enak nič.

Lorentzova sila nosi ime po nizozemskem fiziku Hendriku Antoonu Lorentzu.

Izraz eE se imenuje električna ali Coulombova sila, izraz e(v × B) pa magnetna sila.[1] Po nekaterih definicijah, se izraz »Lorentzova sila« nanaša posebej na člen za magnetno silo:[2]

 \vec\mathbf{F}_{\mathrm{m}} = e(\vec\mathbf{v} \times \vec\mathbf{B}) \!\, ,

kjer celotno elektromagnetno silo (vključno z električno silo) imenujejo s kakšnim drugim (nestandardnim) imenom.

Relativistična oblika[uredi | uredi kodo]

V posebni teoriji relativnosti Lorentzovo silo nadomestimo s četvercem Lorentzove sile:

 F^\mu = e g^{\mu\nu} M^{\nu\rho} u^\rho \!\,

Pri tem je e električni naboj, g^{\mu\nu} metrični tenzor, M^{\nu\rho} antisimetrični tenzor elektromagnetnega polja, u^\rho pa četverec hitrosti. Skladno z Einsteinovim zapisom seštevamo po indeksih tenzorja, ki se v izrazu ponovijo.

Opombe in sklici[uredi | uredi kodo]

  1. ^ Griffiths (1999), str 204.
  2. ^ Na primer spletišče Lorentzovega inštituta [1] ali Griffiths.

Viri[uredi | uredi kodo]

  • Griffiths, David J. (1999). Introduction to electrodynamics (3. izdaja izd.). Upper Saddle River, [NJ.]: Prentice-Hall. ISBN 0-13-805326-X. 
  • Strnad, Janez (1978). Fizika, 2. del: Elektrika, optika. Ljubljana: Državna založba Slovenije. str. 419. COBISS 14981120. 
  • Strnad, Janez (1982). Fizika, 3. del: Posebna teorija relativnosti, kvantna fizika, atomi. Ljubljana: Državna založba Slovenije. str. 79. COBISS 4171521.