natuurkunde

De lorentzkracht - geladen deeltjes magnetisch afbuigen

Deze applet laat zien hoe een magnetisch veld de baan van een vrij, geladen deeltje afbuigt.
Applet: General Physics Animations,  B. Surendranath
www.surendranath.org


De lorentzkracht

De wisselwerkingskracht tussen twee magnetische velden heet de lorentzkracht FL (ook wel: de elektromagnetische kracht).
Bewegende geladen deeltjes hebben een magnetisch veld om zich heen. Daarom kan een extern magnetisch veld op bewegende geladen deeltjes een lorentzkracht uitoefenen.
Voorwaarde is dat de snelheid van de deeltjes niet gelijkgericht is aan het magnetisch veld, en ook niet tegengesteld. In die gevallen is er geen lorentzkracht.

Afbuiging

De lorentzkracht beïnvloedt alleen de bewegingsrichting van de geladen deeltjes. Ze worden cirkelvormig afgebogen. De grootte van de snelheid wordt niet beïnvloed.

Grootte

De grootte van de lorentzkracht van een extern magnetisch veld op een vrij bewegend, geladen deeltje bereken je met de formule:

Hierin is...
B: de magnetische inductie van het externe veld (in Tesla),
q: de lading van het deeltje (in Coulomb),
v: de snelheid van het deeltje (in meter per seconde).

Richting - de kurkentrekkerregel

De lorentzkracht staat altijd loodrecht op de richting van het externe magnetische veld (de magnetische inductie B) en de richting van de snelheid v van het deeltje. Hoe de richting van de lorentzkracht precies afhangt van die richtingen kun je onthouden met de kurkentrekkerregel.
  • Bepaal eerst de richting van de stroom I.
    Voor positieve deeltjes heeft I dezelfde richting als v, voor negatieve deeltjes is I tegengesteld gericht aan v.
  • Draai dan een kurkentrekker (of een schroefdop) over de kortste hoek van I naar B. De voortgangsrichting van de kurkentrekker (of de dop) is dan de richting van de lorentzkracht.

De applet

Deze applet toont de invloed van een extern magnetisch veld op een vrij bewegend, positief geladen deeltje.

Eerst is er alleen in de bovenste helft van het scherm een extern magnetisch veld, loodrecht naar de kijker toe gericht.