Урок 5. Действие магнитного поля на движущиеся заряженные частицы. Сила Лоренца. дз

1.

30.09.2026
Действие магнитного поля
на заряженные частицы.
Сила Лоренца.
1

2. Механизм возникновения СИЛЫ АМПЕРА

3.

3

4. Лоренц Хендрик Антон

(1853 – 1928 г.г.)
великий
нидерландский
физик –
теоретик,
создатель
классической
электронной
теории
Лоренц ввел в электродинамику
представления о дискретности
электрических зарядов и записал
уравнения для электромагнитного поля,
созданного отдельными заряженными
частицами (уравнения Максвелла –
Лоренца); ввел выражение для силы,
действующей на движущийся заряд в
электромагнитном поле; создал
классическую теорию дисперсии света и
объяснил расщепление спектральных
линий в магнитном поле (эффект
Зеемана). Его работы по
электродинамике движущихся сред
послужили основой для создания
специальной теории относительности.
4

5. Действие магнитного поля на движущийся заряд.

6. Что из себя представляет сила Ампера?

7.

8. Сила Лоренца -

Сила Лоренца это сила, с которой магнитное поле
действует на заряженные частицы
Модуль силы Лоренца прямо пропорционален:
- индукции магнитного поля В (в Тл);
- модулю заряда движущейся частицы |q0| (в Кл);
- скорости частицы (в м/с)
FЛ = q B sin
где угол α – это угол между вектором магнитной индукции и
направлением вектора скорости частицы
8

9. Направление силы Лоренца

Направление силы Лоренца определяется по правилу
левой руки: левую руку надо расположить так, чтобы линии
магнитной индукции входили в ладонь, четыре вытянутых пальца
были направлены по направлению движения положительно
заряженной частицы (или против отрицательной), тогда отогнутый на
90˚ большой палец покажет направление действия силы Лоренца.
9

10. Пространственные траектории заряженных частиц в магнитном поле

Частица влетает в магнитное поле ll линиям
магнитной индукции =>
α = 0˚ => sin α = 0
=> Fл = 0
Если сила, действующая на частицу, = 0, то частица,
влетающая в магнитное поле, будет двигаться
равномерно и прямолинейно вдоль линий
магнитной индукции
10

11.

12. Пространственные траектории заряженных частиц в магнитном поле

Если вектор В ┴ вектору скорости ,
то α = 90˚ => sin α = 1 => FЛ = q0 B Sin
В этом случае сила Лоренца максимальна,
значит, частица будет двигаться
с центростремительным ускорением по окружности
12

13. Траектория движения заряда

Если частица движется перпендикулярно силовым
линиям магнитного поля, то сила Лоренца,
действующая на него, будет максимальна. Она не
изменит скорости движения частицы, но заставит его
двигаться по окружности:
Fл = Fц
Это условие помогает определить радиус окружности
и период обращения:
R=mυ/Bq
T =2πm/Bq
Действие силы Лоренца на движущийся в
однородном магнитном поле положительный
заряд.

14. Отличия в движении разнозаряженных частиц

Электроны и положительно заряженные
ионы в магнитном поле движутся в
противоположные стороны: электроны против
часовой стрелки, положительные ионы- по часовой
стрелке. Т.к. масса электронов намного меньше
массы ионов, то частота их вращения
гораздо больше, а радиус вращения
меньше, чем у ионов.
Винтовые траектории движения заряженных
частиц в магнитном поле:
а) траектория иона,
б) траектория электрона

15. Пространственные траектории заряженных частиц в магнитном поле

1
Вектор скорости нужно разложить на
две составляющие: ║ и ┴,
т.е. представить сложное движение
частицы в виде двух простых:
равномерного прямолинейного
движения вдоль линий индукции
и движения по окружности
перпендикулярно линиям
индукции – частица движется по
спирали.
R=m |q|B
15

16. Траектория движения заряда

Если заряженная частица влетела в
магнитное поле под углом к силовым линиям,
то она будет двигаться по спирали, шаг h и
радиус r которой, соответственно:
h = 2 πm