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» 로렌츠 힘

로렌츠 힘

1895
  • Hendrik Lorentz
  • Oliver Heaviside
전자기학에서 로렌츠 힘 응용을 시연하는 최신 입자가속기.

(설명을 위한 생성된 이미지입니다)

로렌츠 힘의 법칙은 전기장과 자기장이 결합된 환경에서 움직이는 점전하가 받는 총 힘을 설명합니다. 이는 정전기력과 자기력의 합입니다. 이 법칙을 나타내는 벡터 방정식은 [latex]mathbf{F} = q(mathbf{E} + mathbf{v} times mathbf{B})[/latex]이며, 여기서 [latex]q[/latex]는 전하량, [latex]mathbf{v}[/latex]는 전하의 속도, [latex]mathbf{E}[/latex]는 전기장, [latex]mathbf{B}[/latex]는 자기장입니다.

로렌츠 힘의 법칙은 고전 전자기학의 초석이며, 전자기장과 대전 입자의 역학적 운동 사이의 중요한 연결 고리를 제공합니다. 이 방정식은 두 가지 구성 요소로 이루어져 있습니다. 첫 번째 항인 [latex]qmathbf{E}[/latex]는 전기력으로, (양전하의 경우) 전기장 방향으로 작용하며 입자의 운동과는 무관합니다. 두 번째 항인 [latex]q(mathbf{v} times mathbf{B})[/latex]는 자기력입니다. 외적은 이 힘이 항상 입자의 속도 [latex]mathbf{v}[/latex]와 자기장 [latex]mathbf{B}[/latex]에 수직임을 나타냅니다.

자기장이 입자의 운동 방향에 수직이라는 점의 핵심적인 결과는 정지된 자기장이 자유 전하에 대해 일을 하지 않는다는 것입니다. 왜냐하면 자기력은 항상 입자의 운동 방향에 수직이기 때문입니다. 자기장은 입자의 방향을 바꿀 수는 있지만 운동 에너지는 바꿀 수 없습니다. 이 원리로 인해 대전 입자는 균일한 자기장 내에서 원형 또는 나선형 궤적을 따라 움직이며, 이러한 성질은 질량 분석기에서 이온을 질량 대 전하비로 분리하거나 입자 가속기에서 빔을 조향 및 집속하는 데 이용됩니다. 이 법칙은 맥스웰의 방정식과 완벽하게 일치하며, 전기 모터의 작동 원리부터 별과 핵융합로의 플라즈마 현상에 이르기까지 다양한 현상을 이해하는 데 근본적인 원리입니다.

UNESCO Nomenclature: 2205
전기와 자기

유형

물리 법칙

분열

기초적인

용법

널리 사용됨

전구체

  • 전류가 흐르는 전선에 대한 앙페르의 힘 법칙
  • 패러데이의 귀납법칙
  • 맥스웰의 방정식
  • JJ 톰슨의 음극선 실험은 전자를 발견했습니다.

응용 프로그램

  • 입자 가속기(사이클로트론, 싱크로트론)
  • 질량 분석기
  • 전기 모터 및 발전기
  • 홀 효과 센서
  • 전자레인지의 마그네트론
  • 음극선관
  • 레일건

특허:

NA

잠재적 혁신 아이디어

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관련 용어: 로렌츠 힘, 전자기장, 전기장, 자기장, 대전 입자, 속도, 외적, 전자기학, 힘, 입자 운동.

역사적 맥락

로렌츠 힘

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

(날짜를 알 수 없거나 관련이 없는 경우, 예를 들어 "유체역학"의 경우, 주목할 만한 등장 시기를 대략적으로 추정하여 제공합니다.)

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