Een geladen deeltje dat door een magnetisch veld beweegt, ondervindt een kracht die loodrecht staat op zowel de richting waarin het deeltje beweegt als de richting van het toegepaste veld. Deze kracht, bekend als de Lorentzkracht, ontstaat door de wisselwerking van het toegepaste magnetische veld en het magnetische veld dat door het bewegende deeltje wordt opgewekt. Het verschijnsel is genoemd naar de Nederlandse natuurkundige Hendrik Lorentz, die een vergelijking ontwikkelde die de kracht mathematisch relateert aan de snelheid en lading van het deeltje en de sterkte van het toegepaste magnetische veld.
De Lorentz-kracht wordt ondervonden door een elektrische stroom, die bestaat uit bewegende geladen deeltjes. De afzonderlijke magnetische velden van deze deeltjes genereren samen een magnetisch veld rond de draad waar de stroom doorheen loopt, dat een extern magnetisch veld kan afstoten of aantrekken. In dit practicum wordt de lorentzkracht gedemonstreerd die wordt uitgeoefend op een draad die stroom voert door het veld van een permanent hoefijzermagneet (veldlijnen lopen altijd van de noordpool naar de zuidpool van een magneet). De draad is in een soort slinger opgesteld, zodat hij heen en weer kan bewegen. Klik op de messchakelaar om de stroom te starten. De draad zal slingeren in een richting loodrecht op zowel het veld van de magneet als op de beweging van de geladen deeltjes. Verander de richting van de stroom door op de knop Flip Batterij te klikken, of de richting van het magnetisch veld door op de knop Flip Magneet te klikken, zal de richting van de Lorentz-kracht omkeren. Met behulp van de keuzerondjes Toon draadveldlijnen en Toon magneetveldlijnen wordt het samenspel van deze onzichtbare krachten zichtbaar gemaakt. De Reset knop kan worden gebruikt om de magneet en de batterij terug te brengen naar hun oorspronkelijke posities.
Je kunt voorspellen welke kant de draad op zal bewegen door de linkerhand regel te gebruiken. Je moet je hand een beetje onnatuurlijk draaien voor deze regel: Als je wijsvinger in de richting van een magnetisch veld wijst, en je middelvinger, in een hoek van 90 graden ten opzichte van je wijsvinger, in de richting van de elektrische stroom, dan wijst je uitgestrekte duim (die een L vormt met je wijsvinger) in de richting van de Lorentz-kracht die op dat deeltje wordt uitgeoefend, en de richting waarin de draad verschuift in de handleiding.
Geef een antwoord