Представь, что ты играешь в футбол. Чтобы мяч изменил направление, ты должен его пнуть. В мире крошечных частиц — электронов и протонов — тоже есть свои «пинки». Один из самых необычных «пинков» дает сила Лоренца.
Что это такое сила Лоренца?
Если говорить по-научному, сила Лоренца — это сила, с которой магнитное поле действует на движущуюся заряженную частицу.
А если по-простому: это невидимая рука магнита, которая хватает летящую частицу и пытается повернуть её в сторону. Магнитное поле — капризный тренер. Оно не будет толкать кого попало. Чтобы сила Лоренца сработала, нужны три вещи:
1. Заряд. Частица должна быть «заряженной» (как электрон или протон). Нейтроны магниту безразличны — он их просто не замечает.
2. Движение. Если частица просто лежит на месте, магнит её не тронет. Ей нужно лететь!
3. Магнитное поле. Рядом должен быть магнит или провод с током.
Куда летит частица?
В области электромагнетизма сила Лоренца — это сила, действующая на заряженные частицы со стороны электрического и магнитного полей. Сила Лоренца имеет два компонента. Электрическая сила действует в направлении электрического поля для положительных зарядов и в противоположном направлении для отрицательных зарядов и имеет тенденцию ускорять частицу по прямой линии. Магнитная сила перпендикулярна как скорости частицы, так и магнитному полю и заставляет частицу двигаться по искривлённой траектории, обычно круговой или спиральной, в зависимости от направлений полей. Формула имеет следующий вид:
Где мы видим это в жизни?
• Северное сияние. Это гигантское шоу силы Лоренца. Космические частицы летят от Солнца к Земле. Магнитное поле нашей планеты «ловит» их силой Лоренца, закручивает и отправляет к полюсам. Там они врезаются в атмосферу и начинают светиться.
• Старые телевизоры. В старых мониторах стояла электронно-лучевая трубка. Специальные магниты с помощью силы Лоренца отклоняли луч электронов, заставляя его «рисовать» картинку на экране.
• Адронный коллайдер. Ученые разгоняют частицы до огромных скоростей. Чтобы они не улетели в стенку, а носились по кругу, используются сверхмощные магниты, которые силой Лоренца удерживают их на трассе.
Коротко для запоминания:
Сила Лоренца — это Магнит + Заряд + Скорость. Она превращает прямую линию в круг и дарит нам красивое небо на полюсах!