Lorentzkraft
Die Lorentzkraft beschreibt die Kraft auf eine bewegte elektrische Ladung in einem Magnetfeld.
Formel
\vec{F} = q \cdot (\vec{v} \times \vec{B})Variablen & Einheiten — Lorentzkraft
| Symbol | Bedeutung | Einheit |
|---|---|---|
| F⃗ | Lorentzkraft (Vektor) | N |
| q | Elektrische Ladung | C |
| v⃗ | Geschwindigkeit der Ladung | m/s |
| B⃗ | Magnetische Flussdichte | T (Tesla) |
Herleitung & Hintergrund — Lorentzkraft
Hendrik Antoon Lorentz formulierte 1895 die vollständige Gleichung F = q(E + v×B). Die Richtung ist durch die Rechte-Hand-Regel bestimmt: Zeiger = v⃗, Mittelfinger = B⃗, Daumen = F⃗ (positive Ladung).
Rechenbeispiel
Elektron (q = -1,6×10⁻¹⁹ C) bewegt sich mit v = 10⁶ m/s senkrecht zu B = 0,1 T: |F| = 1,6×10⁻¹⁹ × 10⁶ × 0,1 = 1,6×10⁻¹⁴ N.
Anwendungsgebiete
Elektromotoren, Cyclotron/MRT, Massenspektrometer, Kompass
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Frage (Vorderseite)
Was beschreibt die Formel F = q(v × B)? Nenne alle Variablen und Einheiten.
Antwort (Rückseite)
Die Lorentzkraft beschreibt die Kraft auf eine bewegte elektrische Ladung in einem Magnetfeld.. F⃗: Lorentzkraft (Vektor) (N); q: Elektrische Ladung (C); v⃗: Geschwindigkeit der Ladung (m/s); B⃗: Magnetische Flussdichte (T (Tesla)).
Wissenschaftliche Quellen
- [1]Jackson, J.D. (1998). Classical Electrodynamics. Wiley.
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