Визначення
Сила , що діє на заряджену частинку, що рухається в магнітному полі, рівна:
називається силою Лоренца (магнітною силою).
Виходячи з визначення (1) модуль сили, що розглядається:
де – вектор швидкості частинки, q – заряд частинки, – вектор магнітної індукції поля у точці знаходження заряду, – кут між векторами та . З виразу (2) випливає, що якщо заряд рухається паралельно силовим лініям магнітного поля,то сила Лоренца дорівнює нулю. Іноді силу Лоренца намагаючись виділити, позначають, використовуючи індекс:
Напрямок сили Лоренца
Сила Лоренца (як і вся сила) – це вектор. Її напрям перпендикулярно вектору швидкості та вектору (тобто перпендикулярно площині, в якій знаходяться вектори швидкості та магнітної індукції) і визначається правилом правого свердла (правого гвинта) рис.1 (a). Якщо ми маємо справу з негативним зарядом, то напрям сили Лоренца протилежний результату векторного твору (рис.1 (b)).
вектор спрямований перпендикулярно до площин малюнків на нас.
Наслідки властивостей сили Лоренца
Так як сила Лоренца спрямована завжди перпендикулярно до напрямку швидкості заряду, то її робота над часткою дорівнює нулю. Виходить, що, впливаючи на заряджену частинку за допомогою постійного магнітного поля, не можна змінити її енергію.
Якщо магнітне поле однорідне і спрямоване перпендикулярно швидкості руху зарядженої частинки, то заряд під впливом сили Лоренца переміщатиметься по колу радіуса R=const у площині, яка перпендикулярна до вектора магнітної індукції. При цьому радіус кола дорівнює:
де m – маса частинки, | q | - модуль заряду частинки, – релятивістський множник Лоренца, c – швидкість світла у вакуумі.
Сила Лоренца - це доцентрова сила. У напрямку відхилення елементарної зарядженої частки магнітному полі роблять висновок про її знак (рис.2).
Формула сили Лоренца за наявності магнітного та електричного полів
Якщо заряджена частка переміщається в просторі, в якому знаходяться одночасно два поля (магнітне та електричне), то сила, що діє на неї, дорівнює:
де - Вектор напруженості електричного поля в точці, в якій знаходиться заряд. Вираз (4) емпірично отримано Лоренцем. Сила, яка входить у формулу (4) так само називається силою Лоренца (лоренцевою силою). Розподіл лоренцевої сили на складові: електричну та магнітну 
щодо, оскільки пов'язані з вибором інерційної системи отсчета. Так, якщо система відліку буде рухатися з такою ж швидкістю, як і заряд, то в такій системі сила Лоренца, що діє на частинку, дорівнюватиме нулю.
Одиниці виміру сили Лоренца
Основною одиницею виміру сили Лоренца (як і будь-якої іншої сили) у системі СІ є: [F]=H
У СГС: [F] = дін
Приклади розв'язання задач
приклад
Завдання.Яка кутова швидкість електрона, що рухається по колу в магнітному полі з індукцією B?
Рішення.Так як електрон (частка має заряд) здійснює переміщення в магнітному полі, то на нього діє сила Лоренца виду:
де q = q e - Заряд електрона. Так як в умові сказано, що електрон рухається по колу, то це означає, що, отже, вираз для модуля сили Лоренца набуде вигляду:
Сила Лоренца є доцентровою і крім того, за другим законом Ньютона буде в нашому випадку дорівнює:
Прирівняємо праві частини виразів (1.2) та (1.3), маємо:
З виразу (1.3) отримаємо швидкість:
Період обігу електрона по колу можна знайти як:
Знаючи період, можна знайти кутову швидкість як:
Відповідь.
приклад
Завдання.Заряджена частка (заряд q, маса m) зі швидкістю vвлітає в область, де є електричне поле напруженістю E і магнітне поле з індукцією B. Вектори збігаються в напрямку. Яке прискорення частки в момент початкупереміщення в полях, якщо ?
« Фізика – 11 клас»
Магнітне поле діє з силою на заряджені частинки, що рухаються, у тому числі і на провідники зі струмом.
Яка сила, що діє на одну частинку?
1.
Силу, що діє на заряджену частинку, що рухається з боку магнітного поля, називають силою Лоренцана честь великого голландського фізика X. Лоренца, який створив електронну теорію будови речовини.
Силу Лоренца можна знайти за допомогою закону Ампера.
Модуль сили Лоренцадорівнює відношенню модуля сили F, що діє на ділянку провідника довжиною Δl, до N заряджених частинок, що впорядковано рухаються в цій ділянці провідника:
Оскільки сила (сила Ампера), що діє на ділянку провідника з боку магнітного поля
дорівнює F = | I | BΔl sin α,
а сила струму у провіднику дорівнює I = qnvS
де
q - заряд частинок
n - концентрація частинок (тобто число зарядів в одиниці обсягу)
v - швидкість руху частинок
S - поперечний перерізпровідника.
Тоді отримуємо:
На кожен заряд, що рухається, з боку магнітного поля діє сила Лоренца, рівна:
де - кут між вектором швидкості і вектором магнітної індукції.
Сила Лоренца перпендикулярна до векторів і .
2.
Напрямок сили Лоренца
Напрямок сили Лоренца визначається за допомогою того ж правила лівої руки, як і напрям сили Ампера:
Якщо ліву руку розташувати так, щоб складова магнітної індукції, перпендикулярна швидкості заряду, входила в долоню, а чотири витягнуті пальці були спрямовані по руху позитивного заряду (проти руху негативного), то відігнутий на 90° великий палець вкаже напрямок чинної на заряд сили л
3.
Якщо в просторі, де рухається заряджена частка, існує одночасно і електричне поле, і магнітне поле, то сумарна сила, що діє на заряд, дорівнює: = ел + л, де сила, з якою електричне поле діє на заряд q, дорівнює F ел = q .
4.
Cила Лоренца не виконує роботи, т.к. вона перпендикулярна до вектора швидкості частинки.
Отже, сила Лоренца не змінює кінетичну енергію частки і, отже, модуль її швидкості.
Під впливом сили Лоренца змінюється лише напрям швидкості частки.
5.
Рух зарядженої частки у однорідному магнітному полі
Є одноріднемагнітне поле, спрямоване перпендикулярно до початкової швидкості частки. 
Сила Лоренца залежить від модулів векторів швидкості частки та індукції магнітного поля.
Магнітне поле не змінює модуль швидкості частинки, що рухається, значить залишається незмінним і модуль сили Лоренца.
Сила Лоренца перпендикулярна швидкості і, отже, визначає доцентрове прискорення частки.
Незмінність по модулю доцентрового прискорення частки, що рухається з постійною по модулю швидкістю, означає, що
В однорідному магнітному полі заряджена частка рівномірно рухається по колу радіусом r.
Згідно з другим законом Ньютона 
Тоді радіус кола по якому рухається частка, дорівнює:
Час, протягом якого частка робить повний оборот (період звернення), дорівнює: 
6.
Використання дії магнітного поля на заряд, що рухається.
Дія магнітного поля на заряд, що рухається, використовують у телевізійних трубках-кінескопах, в яких електрони, що летять до екрану, відхиляються за допомогою магнітного поля, створюваного особливими котушками.
Сила Лоренца використовується у циклотроні – прискорювачі заряджених частинок для отримання частинок з великими енергіями.
На дії магнітного поля засновано також і пристрій мас-спектрографів, що дозволяють точно визначати маси частинок.
Дія, що надається магнітним полем на заряджені частинки, що рухаються, дуже широко використовують у техніці.
Наприклад, відхилення електронного пучка у кінескопах телевізорів здійснюють за допомогою магнітного поля, яке створюють спеціальними котушками. У ряді електронних пристроїв магнітне поле використовується для фокусування пучків заряджених частинок.
У створених в даний час експериментальних установках для здійснення керованої термоядерної реакції дію магнітного поля на плазму використовують для скручування її в шнур, що не стосується стін робочої камери. Рух заряджених частинок по колу в однорідному магнітному полі та незалежність періоду такого руху від швидкості частинки використовують у циклічних прискорювачах заряджених частинок - циклотрони.
Дія сили Лоренца використовують і в приладах, які називаються мас-спектрографами, які призначені для поділу заряджених частинок за питомими зарядами.
Схема найпростішого мас-спектрографа показано малюнку 1.
У камері 1, з якої відкачано повітря, знаходиться джерело іонів 3. Камера поміщена в однорідне магнітне поле, у кожній точці якого індукція \(~\vec B\) перпендикулярна площині креслення і направлена до нас (на малюнку 1 це поле позначено кружальцями) . Між електродами А год В прикладено прискорюючу напругу, під дією якого іони, що вилітають з джерела, розганяються і з деякою швидкістю потрапляють у магнітне поле перпендикулярно до ліній індукції. Рухаючись у магнітному полі дугою кола, іони потрапляють на фотопластинку 2, що дозволяє визначити радіус Rцієї дуги. Знаючи індукцію магнітного поля Ута швидкість υ іонів, за формулою
\(~\frac q m = \frac(v)(RB)\)
можна визначити питомий заряд іонів. Якщо ж заряд іона відомий, можна обчислити його масу.
Література
Аксенович Л. А. Фізика у середній школі: Теорія. Завдання. Тести: Навч. посібник для установ, які забезпечують отримання заг. середовищ, освіти / Л. А. Аксенович, Н. Н. Ракіна, К. С. Фаріно; За ред. К. С. Фаріно. – Мн.: Адукація i виховування, 2004. – C. 328.
Силою Лоренца називають силу, що діє з боку електромагнітного поляна рухомий електричний заряд. Нерідко силою Лоренца називають лише магнітну складову цього поля. Формула для визначення:
F = q(E+vB),
де q- Заряд частки;
Е- Напруженість електричного поля;B- магнітна індукція поля;v- Швидкість частинки.Сила Лоренца дуже схожа за своїм принципом, різниця полягає в тому, що остання діє на весь провідник, який в цілому електрично нейтральний, а сила Лоренца визначає вплив електромагнітного полялише на одиничний заряд, що рухається.
Вона характеризується тим, що не змінює швидкість переміщення зарядів, а лише впливає на вектор швидкості, тобто здатна змінювати напрямок руху заряджених частинок.
У природі сила Лоренца дозволяє захищати землю від впливу космічної радіації. Під її впливом заряджені частинки, що падають на планету, відхиляються від прямої траєкторії завдяки присутності магнітного поля Землі, викликаючи полярні сяйва.
У техніці сила Лоренца використовується дуже часто: у всіх двигунах і генераторах саме вона обертає роторпід впливом електромагнітного поля статора.
Таким чином, у будь-яких електромоторах та електроприводах основним видом сили є Лоренцева. Крім того, вона застосовується в прискорювачах заряджених частинок, а також в електронних гарматах, які встановлювалися раніше в лампових телевізорах. У кінескопі електрони, що випускаються гарматою, відхиляються під впливом електромагнітного поля, що відбувається за участю Лоренцевої сили.
Крім того, ця сила використовується в мас-спектрометрії та мас-електрографії для приладів, здатних сортувати заряджені частинки в залежності від їх питомого заряду (ставлення заряду до маси частинки). Це дає змогу з високою точністю визначати масу частинок. Також знаходить застосування в інших КВП, наприклад, безконтактному способі вимірювання витрати електропровідних рідких середовищ (витратоміри). Це дуже актуально, якщо рідке середовище має дуже високу температуру (розплав металів, скла та ін.).