ローレンツ力

ろーれんつりょく

【ローレンツ力(ろーれんつりょく)】

定義

ローレンツ力とは、電場や磁場の中にある電荷が受ける力のことである。特にEJUでは、磁場中を運動する電荷に働く力(磁気による力)を指すことが多い。

イメージ

磁場の中を動いている電荷は、進む方向とは別の向きに力を受けて曲げられる。例えば、電子が磁場中に入ると、直進せず円を描くように運動する。これは、常に進行方向に対して横向きの力が働いているためである。

数式

磁場中で運動する電荷に働くローレンツ力は次式で表される。

\[F = qvB \sin\theta\]

ここで、\(F\) は力(N)、\(q\) は電荷(C)、\(v\) は速さ(m/s)、\(B\) は磁束密度(T)、\(\theta\) は速度と磁場のなす角である。

特に、速度と磁場が垂直のときは次のようになる。

\[F = qvB\]

ポイント

  • 力の向きは、速度と磁場の両方に垂直になる(右手の法則で決める)
  • 力は速さを変えず、進む向きだけを変える(円運動の原因になる)
  • 電荷の符号によって力の向きが逆になる
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