ماهیت نیروی مغناطیسی
وقتی باری در میدان الكتریكی قرار میگیرد، نیروی الكتریكی به آن وارد میشود. حال ممكن است این سوال مطرح شود كه آیا میدان مغناطیسی هم میتواند به بار نیرو وارد كند؟
از مطالب فوق میتوان نتیجه گرفت كه میدان مغناطیسی میتواند به بار نیرو وارد كند مشروط بر اینكه:
- بار حركت كند. هیچ نیرویی از طرف میدان مغناطیسی به بار ساكن وارد نمیشود.
- سرعت بار بایستی مولفهای عمود بر جهت میدان مغناطیسی داشته باشد.
رای اینكه شرط دوّم را بررسی كنیم به اشكال زیر توجّه كنید. در این اشكال بار q0 + با سرعت v در میدان مغناطیسی حركت میكند. در این اشكال بردار میدان مغناطیسی با نماد B نشان داده شده است. میدان مغناطیسی توسط آرایشی خاص از آهنرباها (كه در شكل نشان داده نشدهاند) بهوجود آمده و فرض میكنیم میدان هم از لحاظ جهت و هم مقدار ثابت باشد.
اگر بار همانند شكل روبهرو موازی و یا در خلاف جهت میدان حركت كند، به بار هیچ نیروی مغناطیسی اعمال نمیشود.
در مقابل اگر بار عمود بر میدان حركت كند (همانند شكل روبهرو)، به بار حداكثر نیروی مغناطیسی Fmax وارد میشود.
به طور كلی، اگر بار تحت زاویهθ نیروی مغناطیسی وارد بر بار الكتریكی1 نسبت به خطوط میدان حركت كند (همانند شكل روبهرو) تنها مولفه Vsinθنیروی مغناطیسی وارد بر بار الكتریكی1سرعت كه عمود بر میدان است باعث بهوجود آمدن نیروی مغناطیسی میشود. در این حالت مقدار نیرو كوچكتر از نیرویِ بیشینه ممكن است.
توجّه داشته باشید كه مولفه سرعت كه موازی میدان مغناطیسی است نیرویی را حاصل نمیكند.
شكلهای فوق بر این موضوع تأكید میكنند كه نیروی مغناطیسی F بر سرعت v و میدان مغناطیسی B عمود است. بهعبارت دیگرF عمود بر صفحه B وv است.