قوة لورنتز

هذا مغناطيس. لديه قطب جنوبي، وقطب شمالي، ومجال مغناطيسي يتجه من القطب الشمالي إلى القطب الجنوبي. والآن، تمر ثلاث جسيمات عبر هذا المجال المغناطيسي: بروتون، بشحنة موجبة، وإلكترون، بشحنة سالبة، ونيوترون، بدون شحنة. تتحرك الجسيمات بثلاثة طرق مختلفة تماما! يستمر النيوترون في التقدم للأمام، بينما ينعطف الإلكترون، وكذلك البروتون ينعطف، ولكن في الاتجاه المعاكس. لا يغير الجسيم اتجاهه إلا عندما تؤثر عليه قوة. يستمر النيوترون في خط مستقيم. لذا فلا توجد قوة تؤثر عليه. لكن ينعطف كل من البروتون والإلكترون - الجسيمات المشحونة. لذا فعندما تتحرك جسيمات مشحونة عبر مجال مغناطيسي، تؤثر عليها قوة. لنحاول تحريك إلكترون وبروتون ثانية، من زاوية مختلفة، متوازية مع خطوط المجال. لا. إنها الآن لا تنعطف. لا تؤثر قوةٌ على الجسيمات. لكن الآن، فإنها تنحرف، ولكن في اتجاهات مختلفة. تنحرف الجزيئات لأن قوةً أثرت عليها. لذا تظهر قوة أحيانا عندما تتحرك جسيمات مشحونة عبر مجال مغناطيسي. لكن ليس دائما. ما الذي يحدد ظهور تلك القوة من عدمه؟ حسن، عندما تتحرك الجزيئات متوازية مع خطوط المجال، لا تظهر قوة، وإنما تظهر القوة عندما يقطع الجسيم المشحون خطوط المجال المغناطيسي. نسمي هذه القوة بقوة لورنتز. هناك طريقة بسيطة لمعرفة اتجاه قوة لورنتز. نستخدم اليد اليمنى. نوجه الإبهام باتجاه حركة البروتون، ونوجه بقية الأصابع باتجاه المجال المغناطيسي، ثم ندفع باتجاه الكف. هذا الدفع يكون باتجاه قوة لورنتز. قاعدة اليد اليمنى لا تنطبق إلا باستخدام اليد اليمنى، وباستخدام جسيم موجب الشحنة يتحرك عبر المجال المغناطيسي. إذا كان الجسيم سالبا، فإن قوة لورنتز تكون بالاتجاه المعاكس. لنجرب الآن قاعدة اليد اليمنى. هذا بروتون قادم ليعبر مجالا مغناطيسيا. لِنُوقفَ الحركة. ما هو اتجاه قوة لورنتز؟ نشير بالإبهام باتجاه حركة البروتون، والأصابع الأخرى باتجاه المجال المغناطيسي. يظهر الكف الآن اتجاه القوة. هل هذا صحيح؟ نعم، إنه صحيح، وها هو إلكترون قادم. إنه سالب الشحنة، لذا ستكون قوة لورنتز بالاتجاه المعاكس. نعم، هذا أيضا صحيح. تؤثر قوة لورنتز على الجسيمات المشحونة التي تعبر خطوط المجال في مجال مغناطيسي. تحدد قاعدة اليد اليمنى اتجاه قوة لورنتز.