ローレンツ力とは?
ろーれんつりょく
磁場の中を動く電荷(電流)が受ける力のことで、電気と磁気の相互作用を示す物理学の基本法則です。
ローレンツ力とは、電荷を持つ粒子が磁場の中を運動するときに受ける力のことです。19世紀末にオランダの物理学者ヘンドリック・ローレンツが定式化し、電磁気学の根幹をなす概念として広く知られています。
その仕組みは、電荷qを持つ粒子が速度vで磁束密度Bの磁場の中を移動するとき、粒子にはその速度と磁場の両方に垂直な方向に力が働くというものです。このため、ローレンツ力は粒子の速さを変えず、運動の向きだけを変える特徴があります。向きの関係は右手の法則(またはフレミングの左手の法則)で求めることができます。
日常生活やテクノロジーにおけるローレンツ力の応用例として、以下のものが挙げられます。
- 電動モーター:コイルに流れる電流が磁場からローレンツ力を受けて回転する
- 発電機:磁場の中でコイルを回すことで電流が生じる
- 粒子加速器:荷電粒子を磁場で曲げて加速・制御する
- オーロラ:太陽風の荷電粒子が地球の磁場によって極域に誘導される
ローレンツ力は電場中で働く電気力と合わせて「ローレンツ力」と総称されることもあり、電磁気学・量子力学・相対性理論にまたがる重要な概念です。現代の電子機器や宇宙物理の理解に欠かせない法則といえます。
使い方・例文
電動モーターのコイルに電流を流すと、ローレンツ力によってコイルが回転し、モーターが動作します。
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