洛伦兹因子公式?
洛伦兹力公式
运动电荷在磁场中所受的力叫做洛伦兹力。洛伦兹力是因荷兰物理学者亨德里克·洛伦兹而命名。根据洛伦兹力定律,洛伦兹力可以用方程,称为洛伦兹力方程。洛伦兹力的方向可用左手定则来判断。伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌处于同一水平面,让磁感线从掌心进入,四指指向正电荷运动的方向,拇指指的方向即洛伦兹力力的方向。公式:F=Bqvsinθ(θ是v和B的夹角)
向心力的公式?
公式
质量为m的物体以速度v沿曲率半径为r的曲线运动时所需的向心力F 单位N 为:
其中:v为线速度 单位m/s,ω为角速度 单位rad/s,m为物体质量 单位kg,r为物体的运动半径 单位m,T为圆周运动周期 单位s,f为圆周运动频率 单位Hz,n为圆周运动转速(即频率)单位r/s。
在粒子加速器中,粒子的速度接近于真空中的光速,考虑到相对论效应,向心力的表达式为:
其中为洛伦兹因子:
为什么洛伦兹力不做功,安培力做功?
题主你好。这个问题需要搞清楚洛伦兹力和安培力的区别。洛伦兹力是磁场对运动电荷的磁场力,而安培力是磁场对宏观通电导体的力。它们有本质区别。前者是自由电荷在磁场中运动受到的力,说白了是一种力;后者是磁场对通电导体作用力,从微观上看,是磁场对定向运动电荷的作用力,但是电荷在磁场力作用下并未做圆周运动,这说明电荷必然受到了别的力,它们来自于原子实的库仑力以及散射作用。这些作用力同洛伦兹力合成了安培力——安培力是多种力的合力,因此洛伦兹力和安培力是两回事。在高中物理书里以及大学普通物理电磁学书里,对安培力有一些介绍和讨论。但是从电磁场理论来看,安培力并不是真实存在的力,它只是一种宏观效应,到了微观就彻底消失了。这就是为什么爱因斯坦当年在研究电磁场相对论协变性的时候,没有考虑所谓的安培力协变形式,而只是研究了洛伦兹力的协变形式。洛伦兹力是基本力,它和库仑力一同构成电磁力——这就是爱因斯坦在1905年那篇著名的论文里讨论的结果。
洛伦兹力不做功一般是这样理解的——洛伦兹力始终与运动速度正交,这意味着,洛伦兹力不会对运动电荷做功。但是这个解释小编觉得并不完美。小编认为,关于洛伦兹力不做功的最好的解释,还是来自于麦克斯韦方程组。麦克斯韦方程组是描写电磁场的基本方程组,这个方程组是根据大量实验观测的规律而总结出来的一套理论。它包括电场的有源性、磁场的无源性、电磁感应定律、磁场环路定律。看起来和洛伦兹力无关,因为整个方程组里没有出现静磁场里的运动电荷——注意区分激发磁场的导电体里的电流和磁场力的检测电荷。但是在麦克斯韦完成他的工作几十年后,爱因斯坦横空出世。爱因斯坦证明了麦克斯韦方程服从相对论协变,这就导致我们可以用相对论协变来从电场力里推导出洛伦兹力。这是很神奇的的一件事情。爱因斯坦的推导结果证明,磁场力必须与参考系速度正交,因此就证明了洛伦兹力不做功。换言之,洛伦兹力不做功和电磁理论的相对论协变有关。
至于安培力做功,我们要结合安培力的微观解释来解释。刚才说过了,安培力不是磁场力那么简单的作用力,它是磁场力和导体内的其他作用力的合力。这里的其他里去包括电场力以及非弹性散射相互作用力,这些力是要对电子以及原子实做功的,这就导致磁场切割磁感线运动的通电导体注定要做变速运动(除非有外力抵消安培力)。我们由此可以得出,安培力做功不是在消耗磁场能,而是在消耗导体的电能并把电能变成了导体的动能。