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物理公式:洛伦兹力

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运动电荷在磁场中所受到的力称为洛伦兹力,即磁场对运动电荷的作用力。洛伦兹力公式为F=qvB。

其中, F是洛伦兹力, q是带电粒子的电荷量,v是带电粒子的速度, B是磁感应强度。

洛伦兹力公式的适用条件:磁场是匀强磁场,v与B方向垂直

洛伦兹力

洛伦兹力方向的判定

洛伦兹力方向的判定依照左手定则。

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。

洛伦兹力充当向心力的公式及其推导方程:

洛伦兹力物理公式

洛伦兹介绍

洛伦兹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。

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