1. 전기력 자기력 비교 (자기력과 전기력은 다르게 보임)
ㅇ 전기력 및 자기력의 실험식 표현
- 전기력 (electric force) : F = q E
- 자기력 (magnetic force) : F = q v x B
ㅇ 전기력
- 전기장 방향과 같음
- 하전 입자(전하)의 움직임과 관계 없음
- 하전 입자(전하)의 이동에 에너지 소모
ㅇ 자기력
- 자기장 방향과 수직
- 하전 입자(전하)의 움직임이 있을때 만 자기력 발생
- 하전 입자(전하)의 이동에 에너지 소모 없음
- 정 전기장에 추가로 존재하는 힘으로 묘사될 수 있음
* 한편, 자기장 내 움직이는 하전 입자(전하) 또는 전류소에 작용하는 주요 힘은, ☞ 자기력 참조
2. 전기력 및 자기력을 함께 표현한 식 => 로렌츠 힘의 방정식
ㅇ F = q (E + v x B) = q E + q v B sinα
* 실험에 의해 수립된 식
ㅇ 로렌츠 힘 = 전자기력 (Electromagnetic Force)
- 전기장,자기장이 공존하는 공간에서 하전 입자에 작용하는 힘
※ [참고(상대성이론)] ☞ 로렌츠 변환 참조
- 어떤 기준계에서 전기장인 것이, 이 계를 기준으로 움직이는 다른 계에서는 자기장으로
보이는 현상에 대한 올바른 변환 관계
3. [응용] 사이클로트론 공명 원리
ㅇ 균일한 자기장 내에서,
- 질량 m인 전하 q는 자기장 방향의 평면에서 반지름 R의 원운동을 함
ㅇ `구심력 = 로렌츠 힘` => `mv2/r = qvB` 으로부터
- 원운동 반지름 => R = mv/qB
. 궤도 반경은, 자속밀도 B 및 전하량 q에 반비례하고, 하전 입자의 운동량에 비례 함
- 원운동 주파수(사이클로트론 공명 주파수) => f = v/2πr = qB/2πm