Действие на магнитно поле върху движещ се електричен заряд

Действие на магнитно поле върху движещ се електричен заряд. Сила на Лоренц.
Движение на заредени частици в магнитно поле – частни случаи, приложение.
Ефект на Хол
Действие на магнитно поле върху движещ се електричен заряд. Сила на Лоренц
Около всеки движещ се заряд се създава магнитно поле. Ако зарядът се движи във външно магнитно
поле с индукция B , собственото поле, което той създава при своето движение и външното магнитно
поле ще си взаимодействат по някакъв начин. Това означава, че на движещия се заряд ще действа
някаква сила. Можем да определим тази сила по начина като използваме закона на Ампер. На
проводник, по който тече електричен ток, поставен в магнитно поле, му действа сила на Ампер. Тази
сила може да се представи като суперпозиция на силите, с които магнитното поле действа на всеки
отделен заряд от проводника. На елемент dl от проводника действа сила на Ампер:
(1) dF Idl B Idl B    .
Нека да разгледаме произведението Idl . Когато извеждахме закона на Ом получихме за големината на
тока I=nqvS, където n е концентрацията на токовите носители, q и v – съответно големината на заряда и
средната скорост на насочено движение на носителите, а S е сечението на проводника. Оттук
получаваме:
(2) Idl nqvSdl nqSvdl qndVv qvdN    ,
тъй като обемът на елемента dl е dV=Sdl, а концентрацията на токовите носители – n=dN/dV.
Като заместим (2) в (1) ще получим:
(3)   dF Idl B dNqv B dNqv B      .
Силата, която действа на отделен заряд q ще получим, като разделим (3) на броя dN на зарядите в
елемента dl :
(4) L
dF
N
qv B
d
F   .
Силата L
F (4) е определена експериментално от холандския физик Х. Лоренц и затова носи
неговото име – сила на Лоренц. Виждаме, че тя зависи от големината и знака на заряда и взаимната
ориентация на скоростта v на заряда и магнитната индукция B на външното поле. Големината на
силата на Лоренц се дава с формулата:
(5) sin
L
F qvB ,