洛伦兹力公式

洛伦兹力公式是F=Bqvsinθ(θ是v和B的夹角)。

运动电荷在磁场中所受的力叫做洛伦兹力。洛伦兹力是因荷兰物理学者亨德里克·洛伦兹而命名。根据洛伦兹力定律,洛伦兹力可以用方程,称为洛伦兹力方程。

洛伦兹力的方向可用左手定则来判断。伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌处于同一水平面,让磁感线从掌心进入,四指指向正电荷运动的方向,拇指指的方向即洛伦兹力力的方向。

亨德里克·安东·洛伦兹简介:

亨德里克·安东·洛伦兹(1853年7月18日~1928年2月4日),英文名:Hendrik Antoon Lorentz。近代卓越的理论物理学家、数学家,经典电子论的创立者。

他填补了经典电磁场理论与相对论之间的鸿沟,是经典物理和近代物理间的一位承上启下式的科学巨擘,是第一代理论物理学家的领袖。

他与同胞塞曼共享了1902年度诺贝尔物理学奖。他还导出了爱因斯坦的狭义相对论基础的变换方程,即现在为人熟知的洛伦兹变换。他还曾是国际科学协作联盟委员会主席。

洛伦兹力

Lorentzforce

磁场对运动点电荷的作用力。1895年荷兰物理学家H.A.洛伦兹建立经典电子论时,作为基本假设提出来的,现已为大量实验证实。洛伦兹力的公式是f=q·v×B。式中q、v分别是点电荷的电量和速度;B是点电荷所在处的磁感应强度。洛伦兹力的大小是f=|q|vBsinθ,其中θ是v和B的夹角。洛伦兹力的方向循右手螺旋定则垂直于v和B构成的平面,为由v转向B的右手螺旋的前进方向(若q为负电荷,则反向)。由于洛伦兹力始终垂直于电荷的运动方向,所以它对电荷不作功,不改变运动电荷的速率和动能,只能改变电荷的运动方向使之偏转。

洛伦兹力既适用于宏观电荷,也适用于微观荷电粒子。电流元在磁场中所受安培力就是其中运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现。导体回路在恒定磁场中运动,使其中磁通量变化而产生的动生电动势也是洛伦兹力的结果,洛伦兹力是产生动生电动势的非静电力。

如果电场E和磁场B并存,则运动点电荷受力为电场力和磁场力之和,为f=q(E+v×B),左式一般也称为洛伦兹力公式。

洛伦兹力公式和麦克斯韦方程组以及介质方程一起构成了经典电动力学的基础。在许多科学仪器和工业设备,例如β谱仪,质谱仪,粒子加速器,电子显微镜,磁镜装置,霍耳器件中,洛伦兹力都有广泛应用。

值得指出的是,既然安培力是洛伦兹力的宏观表现,洛伦兹力对运动电荷不作功,何以安培力能对载流导线作功呢?实际上洛伦兹力起了传递能量的作用,它的一部分阻碍电荷运动作负功,另一部分构成安培力对载流导线作正功,结果仍是由维持电流的电源提供了能量。

参考资料:http://info.datang.net/L/L2091.HTM

发现

从阴极发射出来的电子束,在阴极和阳极间的高电压作用下,轰击到长条形的荧光屏上激发出荧光,可以在示波器上显示出电子束运动的径迹。实验表明,在没有外磁场时,电子束是沿直线前进的。如果把射线管放在蹄形磁铁的两极间,荧光屏上显示的电子束运动的径迹就发生了弯曲。

这表明,运动电荷确实受到了磁场的作用力,这个力通常叫做洛伦兹力,它为荷兰物理学家H.A.洛伦兹首先提出,故得名。

认为一切物质分子都含有电子,阴极射线的粒子就是电子。洛伦兹把以太与物质的相互作用归结为以太与电子的相互作用。这一理论成功地解释了塞曼效应,与塞曼一起获1902年诺贝尔物理学奖。

洛伦兹是经典电子论的创立者.他认为电具有“原子性”,电的本身是由微小的实体组成的,后来这些微小实体被称为电子,洛伦兹以电子概念为基础来解释物质的电性质,从电子论推导出运动电荷在磁场中要受到力的作用,即洛伦兹力。

他把物体的发光解释为原子内部电子的振动产生的,这样当光源放在磁场中时,光源的原子内电子的振动将发生改变,使电子的振动频率增大或减小,导致光谱线的增宽或分裂,1896年10月,洛伦兹的学生塞曼发现,在强磁场中钠光谱的D线有明显的增宽,即产生塞曼效应,证实了洛伦兹的预言,塞曼和洛伦兹共同获得1902年诺贝尔物理学奖.

1904年,洛伦兹证明,当把麦克斯韦的电磁场方程组用伽利略变换从一个参考系变换到另一个参考系时,真空中的光速将不是一个不变的量,从而导致对不同惯性参考系的观察者来说,麦克斯韦方程及各种电磁效应可能是不同的。

为了解决这个问题,洛伦兹提出了另一种变换公式,即洛伦兹变换。后来,爱因斯坦把洛伦兹变换用于力学关系式,创立了狭义相对论。

扩展资料

判断方向

将左手掌摊平,让磁感线穿过手掌心,四指表示正电荷运动方向,则和四指垂直的大拇指所指方向即为洛伦兹力的方向。但须注意,运动电荷是正的,大拇指的指向即为洛伦兹力的方向。反之,如果运动电荷是负的,仍用四指表示电荷运动方向,那么大拇指的指向的反方向为洛伦兹力方向。

另一种对负电荷应用左手定则的方法是认为负电荷相当于反向运动的正电荷,用四指表示负电荷运动的反方向,那么大拇指的指向就是洛伦兹力方向。


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