Nabitá částice pohybující se v magnetickém poli působí silou, která svírá pravý úhel jak se směrem, kterým se částice pohybuje, tak se směrem působícího pole. Tato síla, známá jako Lorentzova síla, vzniká v důsledku interakce přiloženého magnetického pole a magnetického pole generovaného pohybující se částicí. Jev je pojmenován po holandském fyzikovi Hendriku Lorentzovi, který vytvořil rovnici, která matematicky vztahuje sílu k rychlosti a náboji částice a intenzitě přiloženého magnetického pole.
Lorentzova síla se projevuje u elektrického proudu, který se skládá z pohybujících se nabitých částic. Jednotlivá magnetická pole těchto částic se spojují a vytvářejí kolem vodiče, kterým proud prochází, magnetické pole, které může vnější magnetické pole odpuzovat nebo přitahovat. Tento výukový program demonstruje Lorentzovu sílu působící na vodič, kterým prochází proud polem permanentního podkovovitého magnetu (siločáry pole se vždy pohybují od severního pólu magnetu k jeho jižnímu). Drát je uspořádán do jakéhosi kyvadla, takže se může pohybovat tam a zpět. Kliknutím na nožový spínač spustíte tok proudu. Drát se bude kývat ve směru kolmém jak na pole magnetu, tak na pohyb nabitých částic. Změna směru toku proudu kliknutím na tlačítko Překlopit baterii nebo směru magnetického pole kliknutím na tlačítko Překlopit magnet změní směr působení Lorentzovy síly. Pomocí přepínačů Zobrazit čáry vodivého pole a Zobrazit čáry magnetického pole odhalíte vzájemné působení těchto neviditelných sil. Tlačítkem Reset vrátíte magnet a baterii do původní polohy.
Pomocí pravidla levé ruky můžete předpovědět, kterým směrem se bude drát pohybovat. Pro toto pravidlo musíte zkroutit ruku do trochu nepřirozené polohy: Pokud váš ukazováček ukazuje ve směru magnetického pole a prostředníček v úhlu 90 stupňů k ukazováčku ukazuje ve směru elektrického proudu, pak váš natažený palec (tvořící s ukazováčkem písmeno L) ukazuje ve směru Lorentzovy síly působící na tuto částici a směr, kterým se drát v návodu posune.
Napsat komentář