이동 전하의 힘
자기장에서 움직이는 전하 입자에 의해 경험되는 힘은 Lorentz Force Law 에 의해 설명됩니다. :
f =q (v x b)
어디:
* f 하전 입자의 힘입니다
* Q 전하의 크기입니다
* v 하전 입자의 속도입니다
* b 자기장 강도입니다
* x 크로스 제품을 나타냅니다
크로스 제품 및 최대 힘
두 벡터의 교차 생성물은 두 원래 벡터에 수직 인 제 3 벡터입니다. 두 개의 원래 벡터가 수직 일 때 교차 생성물의 크기가 최대화됩니다.
* 최대 힘 : 속도 벡터 (v)가 자기장 벡터 (b)에 수직 일 때, 교차 생성물 (v x b)이 최대화된다. 이는 하전 입자에 작용하는 자기 력 (F)도 최대임을 의미합니다.
* 제로 힘 : 속도 벡터가 자기장 벡터에 평행하거나 반면 평면이면, 크로스 생성물은 0입니다. 이 경우, 하전 입자에 자기력이 없다.
힘 시각화
균일 한 자기장을 통해 전하 된 입자가 움직이는 상상해보십시오.
1. 수직 운동 : 입자가 자기장 라인에 수직으로 움직이면, 힘은 최대가되어 입자가 원형 경로로 이동하게됩니다.
2. 평행 운동 : 입자가 자기장 라인과 평행하게 움직이면 입자에 힘이없고 직선으로 계속 움직입니다.
3. 사이의 각도 : 속도 벡터가 자기장 벡터와 각도를 만드는 경우, 힘은 최대 값보다 작고 입자가 나선형 경로 (원형 및 선형 운동의 조합)로 이동하게됩니다.
키 포인트
* 자기 력의 방향은 항상 하전 입자의 속도와 자기장 모두에 수직입니다. 이것이 힘이 하전 된 입자의 경로를 편향시키는 이유입니다.
* 자기력의 강도는 전하의 크기, 하전 입자의 속도 및 자기장의 강도에 따라 다릅니다.
* 자기장에서 하전 된 입자의 힘은 입자 가속기, 질량 분광계 및 전기 모터를 포함한 많은 응용 분야에서 사용되는 기본 원리입니다.
