сила , сила, действующая на заряженную частицу, движущуюся в электромагнитном поле. Формула для Л. с. F была впервые получена Х. А. Лоренцом как результат обобщения опыта и имеет вид:
F eE + [ u B].
Здесь е - заряд частицы, Е - напряжённость электрического поля, В - магнитная индукция , u - скорость заряженной частицы относительно системы координат, в которой вычисляются величины F , Е , В , а с - скорость света в вакууме. Формула справедлива при любых значениях скорости заряженной частицы. Она является важнейшим соотношением электродинамики , так как позволяет связать уравнения электромагнитного поля с уравнениями движения заряженных частиц.
Первый член в правой части формулы - сила, действующая на заряженную частицу в электрическом поле, второй - в магнитном. Магнитная часть Л. с. пропорциональна векторному произведению u и В , то есть она перпендикулярна скорости частицы (направлению её движения) и вектору магнитной индукции; следовательно, она не совершает механической работы и только искривляет траекторию движения частицы, не меняя её энергии. Величина этой части Л. с. равна u Bsin a, где a - угол между векторами u и В [множитель 1/ с связан с выбором единиц измерения: предполагается, что все величины измеряются в абсолютной (гауссовой) системе единиц ( СГС системе единиц ); в системе СИ этот множитель отсутствует]. Таким образом, магнитная часть Л. с. максимальна, если направление движения частицы составляет с направлением магнитного поля прямой угол, и равна нулю, если частица движется вдоль направления поля.
В вакууме в постоянном однородном магнитном поле ( В Н , где Н - напряжённость поля) заряженная частица под действием Л. с. (её магнитной части) движется по винтовой линии с постоянной по величине скоростью u, при этом её движение складывается из равномерного прямолинейного движения вдоль направления магнитного поля Н (со скоростью u||, равной составляющей скорости частицы u в направлении Н ) и равномерного вращательного движения в плоскости, перпендикулярной Н (со скоростью u|, равной составляющей u в направлении, перпендикулярном Н ). Проекция траектории движения частицы на плоскость, перпендикулярную Н , есть окружность радиуса R cm u | /eH , а частота вращения равна w eH/mc (так называемая циклотронная частота ) . Ось винтовой линии совпадает с направлением поля Н , и центр окружности перемещается вдоль силовой линии поля.
Если электрическое поле Е не равно нулю, то движение носит более сложный характер. Происходит перемещение центра вращения частицы перпендикулярно полю Н , называемое дрейфом. Направление дрейфа определяется вектором [ Е H ] и не зависит от знака заряда. Скорость дрейфа и для простейшего случая скрещенных полей ( Е | Н ) равна u cE/H .
Воздействие магнитного поля на движущиеся заряженные частицы приводит к перераспределению тока по сечению проводника, что находит своё проявление в различных термомагнитных и гальваномагнитных явлениях ( Нернста - Эттингсхаузена эффект , Холла эффект и других).
Лит.: Лорентц Г. А., Теория электронов и ее применение к явлениям света и теплового излучения, перевод с английского, 2 издание, М., 1953; Тамм И. Е., Основы теории электричества, 7 издание, М., 1957; Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М., Фейнмановские лекции по физике, [перевод с английского], в, 6, М., 1966.