(Liniile magnetice de forță ale unui magnet bară arătate de pilitura de fier pe hârtie)
Fenomenul magnetismului este „mediat” de câmpul magnetic. Un curent electric sau un dipol magnetic creează un câmp magnetic, iar acest câmp, la rândul său, distribuie forțele magnetice asupra altor particule care se află în câmpuri.
Ecuațiile lui Maxwell, care simplifică legea Biot-Savart în cazul curenților constanți, descriu originea și comportamentul câmpurilor care guvernează aceste forțe. Prin urmare, magnetismul este văzut ori de câte ori particulele electrice încărcate sunt în mișcare – de exemplu, mișcarea electronilor într-un curent electric sau, în anumite cazuri, mișcarea orbitală a electronilor în jurul nucleului unui atom. De asemenea, ele provin din dipoli magnetici „intrinseci” care apar din spinul mecanic cuantic.
La fel ca situațiile care creează câmpuri magnetice – sarcină care se deplasează într-un curent sau într-un atom și dipoli magnetici intrinseci – sunt și situațiile în care un câmp magnetic are un efect, creând o forță. Următoarea este formula pentru sarcina în mișcare.
Atunci când o particulă încărcată se deplasează printr-un câmp magnetic B, ea simte forța Lorentz F dată de produsul vectorial:
F = q (v x B)
Unde q este sarcina electrică a particulei și v este vectorul vitezei particulei.
Deoarece acesta este un produs vectorial, forța este perpendiculară atât pe mișcarea particulei, cât și pe câmpul magnetic. Rezultă că forța magnetică nu produce nicio acțiune asupra particulei; poate schimba direcția mișcării particulelor, dar nu poate cauza accelerarea sau încetinirea acesteia.
Un instrument pentru determinarea direcției vectorului de viteză al unei sarcini în mișcare, câmpul magnetic, și forța exercitată, este regula degetului arătător pentru „V„, a degetului mijlociu pentru „B” și degetul mare pentru „F” de la mâna dreaptă. Atunci când se realizează o configurație asemănătoare pistolului, cu degetul mijlociu care perpendicular pe degetul arătător, degetele reprezintă vectorul vitezei, vectorul câmpului magnetic și, respectiv, vectorul de forță.
Lasă un răspuns