Солнечно-земная физика Справочник

СИЛА ЛОРЕНЦА - сила, действующая на заряженную частицу, движущуюся в электромагнитном поле. Ф-ла для с. Л. была впервые получена голландским физиком X. А. Лоренцом как результат обобщения опыта и имеет вид:

(в ВД- системы СГС). Здесь е - заряд, V - скорость частицы, В и H - векторы напряжённости электрич. поля и магн. индукции в той же системе отсчёта, в к-рой измеряется скорость V. Первый член в ф-ле Fэ - сила, действующая на заряженную частицу в электрич. поле, второй - в магнитном. Магнитная составляющая силы Лоренца Fm пропорциональна векторному произведению VxВ, т. е. она перпендикулярна векторам V и В. Следовательно, сила Fm не совершает механич. работы, а только искривляет траекторию движения частицы, не меняя её энергию. Величина магнитной составляющей

где альфа - угол между векторами V и В. Т. о., Fm максимальна, если направление движения частицы составляет с направлением магнитного поля прямой угол, и равна нулю, если частица движется вдоль направления поля.
В вакууме в постоянном однородном магн. поле, где В = Н, заряженная частица под действием Fm движется по винтовой линии с постоянной по величине скоростью V, при этом её движение складывается из равномерного прямолинейного движения вдоль направления магн. поля H (со скоростью, равной составляющей скорости частицы V в направлении Н и равномерного вращательного движения в плоскости, перпендикулярной Н (со скоростью Vn, равной составляющей V в направлении, перпендикулярном Н).
Проекция траектории частицы на плоскость, перпендикулярную Н, есть окружность радиуса r=cmVn/EH , а угловая частота вращения равна

(т. е. циклотронная, или гиромагнитная частота). Ось винтовой линии совпадает с направлением-Н, и центр окружности перемещается вдоль силовой линии поля.
Для релятивистских частиц с импульсом р

Если электрическое поле не равно нулю, то движение носит более сложный характер: наблюдается дрейф - перемещение центра вращения частицы перпендикулярно полю Н. Направление дрейфа определяется вектором ExH и не зависит от знака заряда. Скорость дрейфа и для простейшего случая скрещенных полей Е_|_H равна сЕ/Н. Дрейф проявляется и без электрического поля, если имеется др. сила (напр., сила тяжести) или если магнитное поле неоднородно.

"Astronet.ru"