Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » قوة لورنتز

قوة لورنتز

1895
  • Hendrik Lorentz
  • Oliver Heaviside
معجل جسيمات حديث يوضح تطبيقات قوة لورنتز في الكهرومغناطيسية.

(صورة تم إنشاؤها للتوضيح فقط)

يصف قانون قوة لورنتز القوة الكلية المؤثِّرة على شحنة نقطية تتحرك خلال مجال كهربي ومغناطيسي معًا. وهي مجموع القوة الكهروستاتيكية والقوة المغناطيسية. والمعادلة المتجهة الحاكمة هي [latex]\mathbf{F} = q(\mathbf{E} + \mathbf{v} \times \mathbf{B})[/latex]، حيث [latex]q[/latex] هي الشحنة, [latex]\mathbf{v}[/latex] هي سرعتها، و[latex]\mathbf{E}[/latex] هي المجال الكهربي، و[latex]\mathbf{B}[/latex] هي المجال المغناطيسي.

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
- الكهرباء والمغناطيسية

يكتب

القانون الفيزيائي

الاضطراب

التأسيسية

الاستخدام

الاستخدام الواسع النطاق

السلائف

  • قانون أمبير للقوة على الأسلاك الحاملة للتيار الكهربائي
  • قانون فاراداي للاستقراء
  • 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 ابتكارات محتملة

بسبب عمليات جمع البيانات من خلال برامج الروبوت، والتي تتجاوز حاليًا 40 ألفًا يوميًا، فإن هذا المحتوى مخصص لأعضاء المجتمع فقط.
> تسجيل الدخول < أو > سجل < (مجاني 100٪) للوصول إلى هذا، وكذلك جميع المحتويات والأدوات الأخرى المقيدة.

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)

الاختراع والابتكار والمبادئ التقنية ذات الصلة

الصور بالحجم الكامل والتنزيلات متاحة فقط 100% مجاناً للأعضاء المسجلين.