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洛侖茲力是運動電荷在電場中受到了磁場的作用力。

1 洛侖茲力 -概述

洛侖茲力洛倫茲力

洛倫茲力   Lorentz force  

 從陰極發射出來的電子束,在陰極和陽極間的高電壓作用下,轟擊到長條形的熒光屏上激發出熒光,可以顯示出電子束運動的徑跡.實驗表明,在沒有外磁場時,電子束是沿直線前進的.如果把射線管放在蹄形磁鐵的兩極間,熒光屏上顯示的電子束運動的徑跡就發生了彎曲.這表明,運動電荷確實受到了磁場的作用力,這個力通常叫做洛侖茲力[1],它為荷蘭物理學家H.A.洛倫茲首先提出,故得名。  

 荷蘭物理學家洛侖茲(1853-1928)首先提出了運動電荷產生磁場和磁場對運動電荷有作用力的觀點,為紀念他,人們稱這種力為洛侖茲力.  

 

2 洛侖茲力 -定義

 

洛侖茲力洛倫茲力

運動電荷在磁場中所受到的力稱為洛倫茲力,即磁場對運動電荷的作用力。   

3 洛侖茲力 -單位

 在國際單位制中,洛侖茲力的單位是牛頓,符號N。   用左手定則判斷洛倫茲力方向的方法:   將左手掌攤平,讓磁力線穿過手掌心,四指表示電荷運動方向,則和四指垂直的大拇指所指方向即為洛侖茲力的方向。但須注意,運動電荷是正的,大拇指的指向即為洛侖茲力的方向。反之,如果運動電荷是負的,那麼大拇指的指向為洛侖茲力的反方向洛倫茲力   

4 洛侖茲力 -簡述

 其中: 
 • F 是洛侖茲力 
 • q 是粒子的電荷 
 • E 是電場強度 
 • B 是磁通密度 
 • v 是粒子的速度 
其中: • F 是洛侖茲力 • q 是粒子的電荷 • E 是電場強度 • B 是磁通密度 • v 是粒子的速度

   1895年荷蘭物理學家H.A.洛倫茲建立經典電子論時,作為基本假設提出來的,現已為大量實驗證實。洛倫茲力的公式是f=qvB(適用條件:磁場是勻強磁場,v與B方向垂直)。式中q、v分別是點電荷的電量和速度;B是點電荷所在處的磁感應強度。v與B方向不垂直時,洛倫茲力的大小是f=|q|vBsinθ,其中θ是v和B的夾角。洛倫茲力的方向循左手定則(左手平展,使大拇指與其餘四指垂直,並且都跟手掌在一個平面內;把左手放入磁場中,讓磁感線垂直穿入手心(手心對準N極,手背對準S極,四指指向電流方向(既正電荷運動的方向),則拇指的方向就是導體或正電荷受力方向)垂直於v和B構成的平面(若q為負電荷,則反向)。由於洛倫茲力始終垂直於電荷的運動方向,所以它對電荷不作功,不改變運動電荷的速率和動能,只能改變電荷的運動方向使之偏轉。  

 洛倫茲力既適用於宏觀電荷,也適用於微觀荷電粒子。電流元在磁場中所受安培力就是其中運動電荷所受洛倫茲力的宏觀表現。導體迴路在恆定磁場中運動,使其中磁通量變化而產生的動生電動勢也是洛倫茲力的結果,洛倫茲力是產生動生電動勢的非靜電力。  

 如果電場E和磁場B並存,則運動點電荷受力為電場力和磁場力之和,為F=Q(E+v×B)【注】公式中E、B為矢量,左式一般也稱為洛倫茲力公式。  

 洛倫茲力公式和麥克斯韋方程組以及介質方程一起構成了經典電動力學的基礎。在許多科學儀器和工業設備,例如β譜儀,質譜儀,粒子加速器,電子顯微鏡,磁鏡裝置,霍耳器件中,洛倫茲力都有廣泛應用。

  值得指出的是,既然安培力是洛倫茲力的宏觀表現,洛倫茲力對運動電荷不作功,何以安培力能對載流導線作功呢?實際上洛倫茲力起了傳遞能量的作用,它的一部分阻礙電荷運動作負功,另一部分構成安培力對載流導線作正功,結果仍是由維持電流的電源提供了能量。

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