natuurkunde
De lorentzkracht - geladen deeltjes magnetisch afbuigen
Deze applet laat zien hoe een magnetisch veld de baan van een vrij, geladen deeltje afbuigt.
De lorentzkracht
De wisselwerkingskracht tussen twee magnetische velden heet de lorentzkracht FL (ook wel: de elektromagnetische kracht).Bewegende geladen deeltjes hebben een magnetisch veld om zich heen. Daarom kan een extern magnetisch veld op bewegende geladen deeltjes een lorentzkracht uitoefenen.
Voorwaarde is dat de snelheid van de deeltjes niet gelijkgericht is aan het magnetisch veld, en ook niet tegengesteld. In die gevallen is er geen lorentzkracht.
Afbuiging
De lorentzkracht beïnvloedt alleen de bewegingsrichting van de geladen deeltjes. Ze worden cirkelvormig afgebogen. De grootte van de snelheid wordt niet beïnvloed.Grootte
De grootte van de lorentzkracht van een extern magnetisch veld op een vrij bewegend, geladen deeltje bereken je met de formule:
Hierin is...
B: de magnetische inductie van het externe veld (in Tesla),
q: de lading van het deeltje (in Coulomb),
v: de snelheid van het deeltje (in meter per seconde).
Richting - de kurkentrekkerregel
De lorentzkracht staat altijd loodrecht op de richting van het externe magnetische veld (de magnetische inductie B) en de richting van de snelheid v van het deeltje. Hoe de richting van de lorentzkracht precies afhangt van die richtingen kun je onthouden met de kurkentrekkerregel.- Bepaal eerst de richting van de stroom I.
Voor positieve deeltjes heeft I dezelfde richting als v, voor negatieve deeltjes is I tegengesteld gericht aan v. - Draai dan een kurkentrekker (of een schroefdop) over de kortste hoek van I naar B. De voortgangsrichting van de kurkentrekker (of de dop) is dan de richting van de lorentzkracht.
De applet
Deze applet toont de invloed van een extern magnetisch veld op een vrij bewegend, positief geladen deeltje.Eerst is er alleen in de bovenste helft van het scherm een extern magnetisch veld, loodrecht naar de kijker toe gericht.
- Klik op 'Start' en linksonder start een positief geladen deeltje (bijvoorbeeld een proton). Zodra het deeltje het veld binnenkomt, wordt het afgebogen.
- Rechtsboven regel je de grootte en de richting van de magnetische inductie in de bovenste helft van het scherm: Bupper. De richting is naar de kijker toe of van de kijker af.
Ga de hoe grootte en richting van Bupper de afbuiging van het deeltje beïnvloeden. - Daaronder kun je ook in de onderste helft van het scherm een extern magnetisch veld instellen: Blower.
- Verder kun je de massa, de grootte van de snelheid en de bewegingsrichting van het deeltje instellen.
Ga ook van elk van deze grootheden na wat de invloed is op de afbuiging van het geladen deeltje.
