물 2 로렌츠 힘 - mul 2 lolencheu him

로렌츠 힘 타키온 ・ 2017. 9. 23. 8:50 아침 시간이 조금 남네요 역시 손은 블로그에 자꾸 가고.... 로렌츠 힘에 대한 이야기를 할까해요 ^^ 먼저 로렌츠 힘에 대해 생각해 볼게요 우리는 앞서 자기장에서 전류가 흐르는 직선 도선이 받는 힘에 대해 알아 보았어요 로렌츠 힘은 여기서 부터 시작해야 되는데요 다음과 같은 상황을 볼게요 자기장이 걸린 도선에 전류가 흐르는 모습이예요 우리는 전류의 방향과 전자의 이동 방향이 반대라는 것을 알 고 있어야 해요 그럼 로렌츠 힘을 이렇게 생각해 보지요 로렌츠는 다음과 같이 생각했답니다 로렌츠 힘 = 길이가 L인 도선이 받는힘 어떻게 생각했는가 하면 전하량이 e 인 자유 전자가 v 의 속도를 가지고 t초 동안에 균일한 자기장 B에 수직으로 놓인 길이 L 의 도선의 단면을 N개가 통과 한다고 하면 다음과 같이 식을 세울수 있겠다 따라서 일반적으로 전하량 q로 대전된 입자가 자기장 B를 수직으로 v의 속도를 가지고 입사하면, 이 입자가 받는 힘은 다음과 같이 표현할 수 있게 되었습니다 즉, 로렌츠 힘은 도선이 받는 힘은 결국 전하를 가진 입자가 받는 힘이라는 해석이랍니다 따라서 로렌츠 힘의 방향은 플레밍의 왼손법칙으로 구할 수 있겠지요 전자가 지나는 반대 방향이 전류의 방향이다 따라서 입자의 전하량이 + 인지 - 인지 구별하여 전류의 방향을 결정한다 또한 이 때 받는 힘은 앞서 이야기한 자기장에서 전류가 흐르는 도선이 받는 힘과 같이 입사 각도에 따라 다르게 결정됩니다 최종 정리식은 다음과 같이 표현됩니다 로렌츠 힘은 상당히 중요한 이론이랍니다 입자의 속도를 결정해 주는 입자 선택기와 질량 분석기 또 싸이클로트론 으로 응용하여 다양한 실험 장치를 만드는 기본적인 이론이 된답니다 좋은 주말 되세요 ^^ (본 블로그 글과 사진에 대한 저작권은 해당 블로그에 있으며, 저작권자의 허락없이 복사 교재물로 사용을 절대 금지합니다. 펌은 댓글과 출처를 꼭 남겨주세요)

ElectroMagnetism

로렌츠 힘. 자기장 내에서 움직이는 전하가 받는 힘.

로렌츠 힘. 자기장 내에서 움직이는 전하가 받는 힘.

정지한 전하와 움직이고 있는 전하. Charge at rest vs Moving Charge.

본 포스팅은 한국 고교과정

이과물리(물리2, 물리II) 과정

내의 내용을 다룹니다.

심화내용은 대학물리로!

전하(Electric Charge)가

움직이느냐 vs 움직이지 않는냐는

대단히 차이가 크다.

정지한 전하는 오로지 전기장/electric field만 만든다

이 electric field/전기장 가 다른 전하에 힘을 작용한다.

(다른 전하가 움직이든 움직이지 않든 )

(기호를 소중히! – 화살표를 잘 보시기를

Vector/벡터 이다!)

Lorentz force,

the force exerted on a charged particle q moving with velocity v

through an electric field E and magnetic field B.

The entire electromagnetic force F on the charged particle

 is called the Lorentz force (after the Dutch physicist Hendrik A. Lorentz)

and is given by F = qE + qv × B.

F=vq×B

로런츠 힘(Lorentz force). 로렌쯔 힘. 로렌츠 힘.

(물리2 - 고교 과정에서 다룹니다.)

움직이는 전하(또는 전류)는

(정지할 때 만들었던 전기장electric field 를 포함하여)

자기장/magnetic field 을 만든다.

이 자기장이

다른 움직이는 전하(또는 전류) 에

힘을 가한다.

그 힘의 크기와 방향은 아래와 같다.

먼가 전기력에 비해 심오하다.

(단! 주의할 것은

이미 만들어져 있는 자기장속에서

전하가 움직일 때 받는 힘이다.)

물론 전류(도선)가 받는 힘도 구할 것이다.

(magnetic force on a moving charged particle)

벡터와 벡터의 곱의 결과가 벡터이다.

고등학교 과정(이과일지라도) 교육과정에서

외적은 배우지 않는다.

(예전에 고교교육과정에서 outer product를 배웠었다)

외적 안배워도 상관없다.

우리에게는 플레밍의 왼손법칙이 있다!

Fleming's left-hand rule

크기는

ㅗ 라는 표시가 뜬금없이 나와서

궁금할 것이다.

v(속도 벡터)의 수직인 성분

즉, B(자기장) 방향에 대해 수직인 성분을 곱해라

어디에?

B 벡터에 곱해라! 라는 뜻이다.

물론

반대로 해도 결과는 같다!

B(자기장) 방향의 수직인 성분

즉, 속도(v) 방향에 대해서 수직인 성분을

B(자기장) 벡터에 곱해라! 라는 뜻이다.

수직성분을 곱해야 해서

Sin 이 붙는다!