Valutiamo l'interazione tra un campo magnetico ed una particella carica. Supponiamo che la carica sia soggetta solo al campo magnetico B che supponiamo sia uniforme. Se la carica è in quiete su di essa non si esercita alcuna forza. Supponiamo che la carica sia in movimento, noteremo che il moto della carica non sarà rettilineo uniforme; da questo possiamo dedurre che esiste un iterazione tra il campo B e la particella in moto.
Lorentz provò che la forza agente sulla particella è:
dove B è il vettore del campo magnetico, v la velocità della particella e q la carica della particella.
In modulo:
Con θ angolo compreso tra B e v. La precedente relazione non ci permette di valutare quanto vale B attraverso una singola misura. F è sempre perpendicolare al piano definito da B e v, indipendentemente dall'angolo che formano i vettori; quindi non possiamo valutare l'orientazione di B. Per es. per ricavare l'intensità di B possiamo prima trovare l'angolo θ e poi successivamente possiamo trovare B.
Poichè la forza è sempre perpendicolare alla direzione di v, il lavoro elementare eseguito da questa forza è:
quindi, il lavoro compiuto dalla forza magnetica su una particella in moto è nullo; l'energia cinetica della particella resta invariata durante questo moto e quindi v cambia in misura tale da lasciare invariato il modulo.
L'unità di misura del campo magnetico è il Tesla (T)=Wb/m2 (Weber su metro quadro). 1 T rappresenta l'intensità del campo magnetico che determina una forza di 1 N su una carica di 1 C che si muove con velocità di 1 m/s perpendicolarmente al campo, quindi:
un'altra unità di misura è il Gauss (G), 1 T = 104 G.
Se agiscono contemporaneamente un campo elettrico E e un campo magnetico B su una particella carica q in moto con velocità v, la forza totale sulla particella è:
dove F rappresenta la forza di Lorentz.
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