En ladet partikel, der bevæger sig gennem et magnetfelt, oplever en kraft, der er vinkelret på både den retning, som partiklen bevæger sig i, og retningen af det påførte felt. Denne kraft, kendt som Lorentz-kraften, udvikles på grund af vekselvirkningen mellem det påførte magnetfelt og det magnetfelt, der genereres af den bevægende partikel. Fænomenet er opkaldt efter den hollandske fysiker Hendrik Lorentz, som udviklede en ligning, der matematisk relaterer kraften til partikelens hastighed og ladning og styrken af det påførte magnetfelt.
Lorentz-kraften opleves af en elektrisk strøm, som er sammensat af ladede partikler i bevægelse. Disse partiklers individuelle magnetfelter kombineres for at generere et magnetfelt omkring den ledning, som strømmen bevæger sig igennem, hvilket kan frastøde eller tiltrække et ydre magnetfelt. Denne vejledning demonstrerer den Lorentzkraft, der udøves på en ledning, som fører strøm gennem feltet af en permanent hestesko-magnet (feltlinjerne bevæger sig altid fra en magnetens nordpol til dens sydpol). Tråden er anbragt i en slags pendul, så den kan bevæge sig frem og tilbage. Klik på knivkontakten for at starte strømgennemstrømningen. Tråden vil svinge i en retning vinkelret både på magnetens felt og på de ladede partiklers bevægelse. Hvis du ændrer strømmenes retning ved at klikke på knappen Vend batteriet eller magnetfeltets retning ved at klikke på knappen Vend magneten, vil Lorentz-kraftens retning blive vendt. Ved at bruge radioknapperne Vis ledningsfeltlinjer og Vis magnetfeltlinjer kan du se samspillet mellem disse usynlige kræfter. Knappen Nulstil kan bruges til at bringe magneten og batteriet tilbage til deres oprindelige positioner.
Du kan forudsige, hvilken vej tråden vil bevæge sig ved at bruge venstrehåndsreglen. Du er nødt til at fordreje din hånd i en lidt unaturlig stilling til denne regel: Hvis din pegefinger peger i retning af et magnetfelt, og din langfinger, i en vinkel på 90 grader i forhold til din pegefinger, peger i retning af elektrisk strøm, så peger din forlængede tommelfinger (der danner et L med din pegefinger) i retning af den Lorentzkraft, der udøves på denne partikel, og den retning, som tråden forskydes i vejledningen.
Skriv et svar