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磁界と平行だとなぜローレンツ力を受けないのでしょうか?

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A 回答 (3件)

何故って、ローレンツりょくは「荷電粒子が、磁場を横切るとき(磁束が変化するとき)に発生する力」だからです。



ローレンツりょくの大きさは「磁束の変化率」つまり「単位時間に横切る磁力線の数」に比例します。

磁束密度が B [Wb/m²] だとすると、長さ L [m] の導体が速度 v [m/s] で動けば、単位時間に通過する面積は
 S0 = Lv [m²/s]   ①
です。

v が磁場の方向(磁力線の向き)と角度 θ のとき、磁力線を通過する①の面積は
 S(θ) = Lv・sinθ [m²/s]   ②
になります。

①が「長方形」の面積なら、②はそれを θ だけゆがめた「平行四辺形」の面積です。
これを「導体の長さ L [m] と、速度 v の磁場と直交する向きの成分 v・sinθ の積」と考えることもできます。

ということで、「磁束の変化率」つまり「単位時間に横切る磁力線の数」は
 B [Wb/m²] × S(θ)[m²/s] = BLv・sinθ [Wb/s]
になり、これと「電荷の大きさ」によって「ローレンツりょく」の大きさが決まります。

速度 v の「磁場の方向の成分 v・cosθ」あるいは「速度 v が磁場と平行なとき(θ = 0 のとき)」には、「長さ L [m] の導線」は磁力線と平行に進むので磁力線を横切らず、従って「磁束の変化率」は「0」になるのでローレンツりょくは発生しません。
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この回答へのお礼

ありがとうございますm(*_ _)m

お礼日時:2020/12/18 10:07

神のみぞ知るかな。



発見当時交差方向で相互作用する物理現象が
知られていなかったので、当時の物理学者には
常識外の驚天動地な発見だったらしいです。
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磁界が変化しないから。


磁界はベクトルですから、『磁界の方向』も『磁界の大きさ』も変化しないから。
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