Астронет > Лоренца сила

Астронет: Г. Г. Павлов, "Физика Космоса", 1986 Лоренца сила
http://variable-stars.ru/db/msg/1188394

Лоренца сила

- сила, действующая на заряженную частицу во внешнем эл.-магн. поле. Л. с. ${\bf F=F}_E+{\bf F}_B=e{\bf E}+{e\over c}[{\bf vB}]$ (в ед. системы СГС), где e и v - заряд и скорость частицы, E и B - электрич. и магн. поля. Электрич. составляющая Л. с. F_E ускоряет частицу вдоль E. Магн. составляющая F_B перпендикулярна v и B, т.е. F_B искривляет траекторию частицы, но не меняет её энергию; её абс. величина $F_B=eB(v/c)\sin \alpha$ , где $\alpha$ -угол между v и B. В постоянном однородном магн. поле частица под действием F_B движется с постоянной (по абс. величине) скоростью по винтовой линии с осью, направленной вдоль B, и радиусом (ларморовский радиус) $r=v_\perp/2\pi\nu_B^{рел}$ , где $v_\perp$ - составляющая скорости поперёк B, $\nu_B^{рел}=(|e|B/2\pi mc)\sqrt{1-(v/c)^2}$ - частота вращения частицы вокруг B (см. Циклотронная частота), m - масса частицы. Шаг винтовой линии равен $2\pi r(v_{||}/v_\perp)$ , где v_|| - составляющая v вдоль B.

В общем случае, когда частица находится в отличных от нуля полях E и B, её движение усложняется. Составляющая E вдоль B приводит к росту со временем шага винтовой линии, составляющая E поперёк B - к электрич. дрейфу частицы, т.е. к перемещению центра вращения перпендикулярно E и B со скоростью ${\bf u}=c[\bf EB]/B^2$ (при $v\ll c$ ). Дрейф возникает и под действием др. сил, не параллельных B (напр., силы тяжести), а также в случае, если магн. поле неоднородно.

Л. с. входит в кинетич. ур-ния для частиц плазмы и (в усреднённом виде) в ур-ния магнитогидродинамики. Она определяет поведение плазмы в магнитосферах планет и звёзд, межзвёздной среде и т.п.

Лит.:
Ландау Л. Д.,Лифшиц Е.М., Теория поля, 6 изд., М., 1973; Пикельнер С.Б., Основы космической электродинамики, 2 изд., М., 1966.

(Г.Г. Павлов)

Г. Г. Павлов, "Физика Космоса", 1986
Глоссарий Astronet.ru