Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » قوة لورنتز

قوة لورنتز

1895
  • Hendrik Lorentz
  • Oliver Heaviside
Modern particle accelerator demonstrating Lorentz force applications in electromagnetism.

(صورة توضيحية فقط)

The Lorentz force law describes the total force experienced by a point charge moving through a combined electric and magnetic field. It is the sum of the electrostatic force and the magnetic force. The governing vector equation is [latex]\mathbf{F} = q(\mathbf{E} + \mathbf{v} \times \mathbf{B})[/latex], where [latex]q[/latex] is the charge, [latex]\mathbf{v}[/latex] is its velocity, [latex]\mathbf{E}[/latex] is the electric field, and [latex]\mathbf{B}[/latex] is the magnetic field.

يُعدّ قانون لورنتز للقوة حجر الزاوية في الديناميكا الكهربائية الكلاسيكية، إذ يُوفّر الرابط الأساسي بين المجالات الكهرومغناطيسية والحركة الميكانيكية للجسيمات المشحونة. يتكوّن القانون من مُكوّنين مُختلفين. الحدّ الأول، qE، هو القوة الكهربائية، التي تعمل في اتجاه المجال الكهربائي (للشحنة الموجبة) وهي مُستقلّة عن حركة الجسيم. الحدّ الثاني، q(v × B)، هو القوة المغناطيسية. يُشير الضرب الاتجاهي إلى أن هذه القوة تكون دائمًا عمودية على كلٍّ من سرعة الجسيم v والمجال المغناطيسي B.

من أهم نتائج هذه الخاصية العمودية أن المجال المغناطيسي الساكن لا يبذل شغلاً على شحنة حرة، لأن القوة تكون دائمًا عمودية على اتجاه الحركة. يمكنه تغيير اتجاه الجسيم، لكنه لا يغير طاقته الحركية. هذا المبدأ يجعل الجسيمات المشحونة تتبع مسارات دائرية أو حلزونية في مجال مغناطيسي منتظم، وهو سلوك يُستغل في أجهزة مثل مطياف الكتلة لفصل الأيونات حسب نسبة كتلتها إلى شحنتها، وفي مسرعات الجسيمات لتوجيه الحزم وتركيزها. يتوافق هذا القانون تمامًا مع معادلات ماكسويل، وهو أساسي لفهم الظواهر بدءًا من تشغيل المحركات الكهربائية وصولًا إلى سلوك البلازما في النجوم ومفاعلات الاندماج النووي.

UNESCO Nomenclature: 2205
– Electricity and Magnetism

يكتب

Physical Law

خلل

أساسيات

الاستخدام

استخدام واسع النطاق

مقدمات

  • قانون أمبير للقوة على الأسلاك الحاملة للتيار الكهربائي
  • Faraday’s law of induction
  • معادلات ماكسويل
  • تجارب جي جي طومسون مع أشعة الكاثود التي حددت الإلكترون

التطبيقات

  • مسرعات الجسيمات (السيكلوترونات، السنكروترونات)
  • مطياف الكتلة
  • المحركات والمولدات الكهربائية
  • مستشعرات تأثير هول
  • أفران الميكروويف في أفران الميكروويف
  • أنابيب أشعة الكاثود
  • مدافع السكك الحديدية

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارية محتملة

  • plasma-based fusion reactors with advanced magnetic confinement
  • أنظمة الرفع المغناطيسي عالية الدقة للنقل
  • contactless material فرز based on charge-to-mass ratio
  • توليد الطاقة المغناطيسية الهيدروديناميكية المتقدمة
  • مطيافات الكتلة المصغرة لمراقبة البيئة في الوقت الفعلي
  • تقنية توجيه الشعاع للاتصالات البصرية في الفضاء الحر
  • تقنيات التصوير الطبي الجديدة باستخدام مسارات الجسيمات المتحكم فيها
  • غرف محاكاة الشفق القطبي للأبحاث الجوية
  • الحماية الكهرومغناطيسية للإلكترونيات الحساسة
  • العلاج الإشعاعي للسرطان باستخدام حزمة الأيونات مع استهداف دقيق للورم
متعلق بـ: قوة لورنتز، المجال الكهرومغناطيسي، المجال الكهربائي، المجال المغناطيسي، الجسيم المشحون، السرعة، الضرب الاتجاهي، الكهرومغناطيسية، القوة، حركة الجسيمات.

السياق التاريخي

قوة لورنتز

1890
1890
1895
1895
1899
1900
1900
1890
1890
1895
1895
1896
1900
1900
1900

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

أحدث الإضافات

أهم المنشورات والمقالات

أفضل الأدوات الأصلية

السنة العاشرة عيد

الصور والتنزيلات بالحجم الكامل متاحة فقط، ومجانية تمامًا، للأعضاء المسجلين.