Tương tác điện từ – Wikipedia tiếng Việt

Lực Lorentz là lực mà từ trường tác dụng lên Điện tích di chuyển thẳng hàng làm cho điện tích thay đổi hướng di chuyển theo hướng vuông góc với hướng dịch chuyển ban đầu.Lực Lorentz được tính bằng công thức

f
=
q
v
B
s
i
n
α

{\displaystyle f=qvBsin\alpha }

với

α

{\displaystyle \alpha }

là góc hợp bởi vectơ vận tốc của hạt

v
→

{\displaystyle {\vec {v}}}

và vectơ cảm ứng từ

B
→

{\displaystyle {\vec {B}}}

.

Theo trình diễn cổ xưa của lực điện từ, lực này gồm hai thành phần, do điện trường tạo ra ( lực điện ) và do từ trường tạo ra ( lực từ ) .

Chú ý rằng “lực Lorentz” dùng để nói về thành phần gây ra bởi từ trường, đôi khi chỉ cả lực điện từ. Lý do là trong lý thuyết điện từ và lý thuyết tương đối, từ trường và điện trường được thống nhất thành một trường tạo ra tương tác duy nhất gọi là trường điện từ. Đặc biệt, trong lý thuyết tương đối, biểu thức lực từ và lực tĩnh điện quy tụ về một biểu thức duy nhất.

Việc thống nhất lực điện và lực từ thành một loại lực điện từ cũng tương thích với quan điểm của triết lý điện động lực học lượng tử. Theo kim chỉ nan này, lực điện từ được gây ra bởi sự trao đổi của hạt trường là photon .Mô hình chuẩn ghi nhận lực điện từ là một trong bốn lực cơ bản của tự nhiên .

Biểu diễn cổ xưa[sửa|sửa mã nguồn]

Biểu thức toán học cổ xưa của lực điện từ, khi cho biết cường độ điện từ trường và đặc thù của hạt mang điện, là :

F → = q E → + q v → × B → { \ displaystyle \ mathbf { \ vec { F } } = q \ mathbf { \ vec { E } } + q \, \ mathbf { \ vec { v } } \ times \ mathbf { \ vec { B } } }

Trong đó :
Lực từ khiến hạt điện tích hoạt động tròn .

Thành phần gây ra bởi từ trường của lực này, còn gọi là lực từ hay đôi khi là lực Lorentz, có phương luôn vuông góc với phương chuyển động của hạt mang điện và làm thay đổi quỹ đạo chuyển động của hạt mang điện. Nếu hạt mang điện chuyển động theo phương vuông góc với đường cảm ứng từ thì hạt sẽ chuyển động theo quỹ đạo tròn, nếu hạt chuyển động theo phương không vuông góc với đường cảm ứng từ thì quỹ đạo của nó sẽ là hình xoắn lò xo.

Lực ảnh hưởng tác động của từ trường lên dòng điện có nguyên do là thành phần này của lực Lorentz .Lực từ giữa những cực của nam châm từ, cũng là tổng hợp lực gây ra bởi từ trường của nam châm từ này lên những electron hoạt động quanh nguyên tử ở nam châm hút kia, về thực chất cũng là thành phần này của lực Lorentz .
Khi hạt điện tích đứng yên ; lực điện từ đơn giản hoá thành lực tĩnh điện, là thành phần gây ra bởi điện trường :

Lực tương tác giữa hai điện tích điểm có phương nằm trên một đường thẳng nối hai điện tích điểm, có chiều là chiều của lực hút nếu hai điện tích điểm trái dấu và đẩy nếu hai điện tích điểm cùng dấu, có độ lớn tỉ lệ thuận với tích các điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.

Độ lớn của lực được tính theo công thức :

F = k | q 1 | | q 2 | ( Δ r ) 2 { \ displaystyle F = k { \ frac { \ left | q_ { 1 } \ right | \ left | q_ { 2 } \ right | } { ( \ Delta r ) ^ { 2 } } } }

với :

Công thức trên cũng có thể được viết ở dạng véc-tơ

F = 1 4 π ϵ 0 q 1 q 2 Δ r | Δ r | 3 { \ displaystyle \ mathbf { F } = { \ frac { 1 } { 4 \ pi \ epsilon _ { 0 } } } { \ frac { q_ { 1 } q_ { 2 } \ Delta \ mathbf { r } } { \ left | \ Delta \ mathbf { r } \ right | ^ { 3 } } } }

với :

• F { \ displaystyle \ mathbf { F } }
• r { \ displaystyle \ mathbf { r } }

Δ r = r 1 − r 2 { \ displaystyle \ Delta \ mathbf { r } = \ mathbf { r_ { 1 } } – \ mathbf { r_ { 2 } } }

ở đây:

r

1

{\displaystyle \mathbf {r_{1}} \ }

và

r

2

{\displaystyle \mathbf {r_{2}} \ }

là các véc-tơ vị trí của các điện tích điểm.

Biểu diễn trong thuyết tương đối[sửa|sửa mã nguồn]

Trong lý thuyết tương đối, công thức của lực điện từ hay lực Lorentz, liên hệ giữa thay đổi trạng thái chuyển động của hạt mang điện với cường độ của trường điện từ, là:

m c d u α d τ = F α β q u β { \ displaystyle mc { du ^ { \ alpha } \ over { d \ tau } } = { { } \ over { } } F ^ { \ alpha \ beta } qu_ { \ beta } }

với m và q là khối lượng, và điện tích của hạt; Fαβ là tenxơ cường độ điện từ trường và:

u β = η β α u α = η β α d x α d τ { \ displaystyle u_ { \ beta } = \ eta _ { \ beta \ alpha } u ^ { \ alpha } = \ eta _ { \ beta \ alpha } { dx ^ { \ alpha } \ over { d \ tau } } }

là vận tốc-4 của hạt; τ là c (tốc độ ánh sáng) lần thời gian riêng của hạt.

Lực cơ bản[sửa|sửa mã nguồn]

Lực điện từ là một trong bốn lực cơ bản của tự nhiên, theo quy mô chuẩn .

Theo lý thuyết điện động lực học lượng tử, lực này được gây ra bởi sự trao đổi của hạt trường là photon.

Đây là lực nằm trong thực chất của hầu hết những loại lực mà con người thường quan sát thấy trong đời sống hằng ngày, ngoại trừ lực mê hoặc của Trái Đất. Gần như mọi tương tác giữa những nguyên tử đều hoàn toàn có thể quy về lực điện từ giữa proton và electron nằm bên trong. Nó sinh ra tương tác giữa những phân tử, và những lực đẩy và kéo khi ảnh hưởng tác động cơ học vào những vật, và tương tác giữa những quỹ đạo của electron, điều khiển và tinh chỉnh những phản ứng hoá học .

Liên kết ngoài[sửa|sửa mã nguồn]

Source: https://vh2.com.vn
Category : Truyền Thông