ELEKTROMAGNETICKÉ BLUDIŠTĚ – KE ČTENÍ
Lorentzova síla
Na nabitou částici pohybující se v magnetickém poli působí Loretzova síla, která je pojmenována po holandském fyzikovi Hendriku Antoonu Lorentzovi. Síla je úměrná náboji částice, indukci magnetického pole B, rychlosti pohybu částice v, a je kolmá jak na magnetické pole, tak na rychlost:
| F = Q v×B | (1) |
Na nepohybující se částice magnetická síla nepůsobí. Stejně tak nepůsobí, pohybuje-li se částice podél siločar, neboť vektorový součin dvou rovnoběžných vektorů dá nulu. Na částici působí síla pouze tehdy, pohybuje-li se kolmo na magnetické siločáry. Nejpřirozenějším pohybem je kroužení nabitých částic kolem magnetických siločar. Přidá-li se navíc volný pohyb konstantní rychlostí podél siločar, je výsledkem pohyb nabité částice po šroubovici. Takovému základnímu pohybu říkáme gyrační pohyb nebo Larmorův pohyb (podle irského fyzika a matematika Josepha Larmora).
 |
 |
Hendrik Lorentz (1953–1928) |
Joseph Larmor (1857–1942) |
V homogenním poli se nabitá částice může pohybovat po kružnici (pokud nemá rychlost ve směru siločar). Poloměr a úhlovou frekvenci oběhu můžeme získat z rovnosti odstředivé a Loretzovy síly. Vzhledem ke kolmosti všech vektorů postačí napsat rovnost ve velikostech, tj. mv2/R = QvB, kombinací se vztahem v = ωR snadno určíme
| ω = QB/m, | (2) |
| R = mv/QB. | (3) |
Úhlové frekvenci oběhu se zpravidla říká cyklotronní nebo gyrační frekvence. Cyklotronní proto, že jde o frekvenci pohybu nabité částice v cyklotronu. Poloměr oběhu částice se nazývá Larnmorův poloměr. Roste s rychlostí částice a zmenšuje se se sílícím polem. Orientace šroubovice závisí na znaménku náboje částice (je na něm závislá jak cyklotronní frekvence, tak Larmorův poloměr). Pokud je magnetické pole nehomogenní, mohou být pohyby nabitých částic mnohem složitější, dochází k driftům a k odrazům v místech se silnějším magnetickým polem.
