la forza di Lorentz

Un elettrone che entra in un campo magnetico risulta essere sottoposto ad una forza in grado di defletterlo su una traiettoria circolare appartenente ad un piano normale alla direzione delle linee di forza del campo magnetico (e- = elettrone - e+ = positrone).

 

Considerando le linee di forza del campo magnetico B perpendicolari al piano su cui è rappresentato l'elettrone, l'elettrone risulta essere sottoposto ad una forza F normale alla direzione del moto dello stesso elettrone Ve.

quindi l'elettrone è soggetto a una forza centripeta e si muove su una traiettoria circolare (fino a che è dentro al campo magnetico).

 

 

 

F= e v x B

Quindi poiché B= F/(eV),  e nel caso del moto circolare uniforme

F= mv2 / R

e quindi B= (me/e) V / R

 

V= velocità dell'elettrone - R = raggio della circonferenza descritta)

 

La forza di Lorentz essendo normale alla direzione di moto dell'elettrone (o della carica in moto nel campo magnetico) non aumente né diminuisce l'energia posseduta dalla carica in moto, causa unicamente una deflessione del moto.

 

Se la carica entra nel campo magnetico ad una velocità v che forma un certo angolo col vettore di induzione magnetica B avremo che la carica si muoverà nel campo seguendo una traiettoria elicoidale, in quanto la componente parallela alla direzione di B farà muovere di moto rettilineo uniforme la carica mentre la componente normale farà muovere la stessa di moto circolare uniforme.

 

la forza di Lorentz spiega l'attrazione fra correnti parallele

 

 

Se prendiamo due fili paralleli percorsi da corrente aventi lo stesso verso osserviamo che questi si flettono tendendo ad avvicinarsi. Ossia quando sono percorsi da corrente nasce una forza attrattiva che spinge un filo verso l'altro.

 

Per spiegare quanto osservato da Ampère, dobbiamo utilizzare quanto già visto per la forza di Lorentz.

Gli elettroni che si muovono in un filo, avvertono i campo magnetico generato dagli elettroni che si muovono nell'altro filo e per la legge della mano destra nasce una forza perpendicolare al filo e alla direzione delle linee di forza del campo magnetico prodotto dall'altro filo.

Pertanto avremo il manifestarsi delle forze attrattive e/o repulsive tra i due fili.

 

Effettuando vari esperimenti si ricavò che la forza che si esercitava tra i due fili era sempre direttamente proporzionale al prodotto delle intensità di corrente che fluivano nei due fili, direttamente proporzionale alla lunghezza del filo che subisce la forza e inversamente proporzionale alla distanza fra i due fili.