로런츠 힘

쉽게 말하면

이렇게 나타납니다

1. 예시 1
   자기장 속 원운동의 반지름
   $$r=\frac{mv}{qB}$$
   같은 속도로 들어간 두 이온이라도 질량이 크면 더 크게 휩니다(반지름이 큼). 질량 분석기는 이 차이를 이용해 도착 위치만으로 이온을 분류합니다. 자기장을 세게 걸수록 반지름이 작아져 장치를 작게 만들 수 있습니다.
2. 예시 2
   속도 선택기 — 전기력과 자기력을 맞부딪치게 하기
   $$qE=qvB\Rightarrow v=\frac{E}{B}$$
   전기장과 자기장을 서로 수직으로 걸어 두 힘이 정반대가 되게 하면, 딱 $v=E/B$인 입자만 힘의 합이 0이라 똑바로 지나갑니다. 더 빠르거나 느린 입자는 휘어져 걸러집니다. 여러 속도가 섞인 입자 다발에서 원하는 속도만 뽑아낼 수 있습니다.
3. 예시 3
   오로라
   태양에서 온 하전 입자가 지구 자기장을 만나면 로런츠 힘을 받아 자기력선을 따라 나선을 그리며 극지방으로 모여듭니다. 거기서 대기의 기체와 부딪혀 빛을 냅니다. 오로라가 극지방에서만 보이는 이유는 자기장이 입자의 진로를 그쪽으로 몰기 때문입니다.

순서대로 하면

1. 1전하의 부호를 확인합니다. 양전하면 그대로, 음전하(전자)면 마지막에 방향을 반대로 뒤집습니다.
2. 2오른손 네 손가락을 속도 $\vec{v}$ 방향으로 폅니다.
3. 3손가락을 자기장 $\vec{B}$ 방향으로 감아 쥡니다.
4. 4이때 세운 엄지가 $\vec{v}\times \vec{B}$의 방향이고, 양전하가 받는 힘의 방향입니다.
5. 5$\vec{v}$와 $\vec{B}$가 나란하거나 정반대라면 힘은 0입니다 — 벡터곱이 0이 되기 때문입니다.

자주 하는 오해

자주 묻는 질문