Description de l'image : La force de Lorentz est une force fondamentale qui agit sur une particule chargée se déplaçant dans un champ électromagnétique.
La force de Lorentz, du physicien néerlandais Hendrik Lorentz (1853-1928), est une force fondamentale qui agit sur une particule chargée se déplaçant dans un champ électromagnétique.
Cette force est essentielle pour comprendre le comportement des particules chargées dans des environnements où des champs électriques et magnétiques sont présents, comme dans les orages, les antennes de transmission, les transformateurs, les disques durs, les IRM, les accélérateurs de particules, les trains à lévitation magnétique, etc.
La force de Lorentz est considérée comme une force fondamentale, car elle est une manifestation directe de l'interaction électromagnétique, qui est l'une des quatre forces fondamentales de la nature.
La force de Lorentz décrit l'action des champs électrique et magnétique sur une particule chargée : F = qE + qv × B
• F est la force de Lorentz (en newtons, N),
• q est la charge de la particule (en coulombs, C),
• Eest le champ électrique (en volts par mètre, V/m),
• v est la vitesse de la particule (en mètres par seconde, m/s),
• B est le champ magnétique (en teslas, T),
• × représente le produit vectoriel.
Le terme qE représente la force exercée sur la particule par le champ électrique. Ce composant de la force de Lorentz est indépendant de la vitesse de la particule et agit dans la direction du champ électrique. La force est proportionnelle à la charge de la particule et à l'intensité du champ électrique.
Le terme qv × B représente la force exercée sur la particule par le champ magnétique. Cette force dépend de la vitesse de la particule et est perpendiculaire à la fois à la direction de la vitesse de la particule et à la direction du champ magnétique. Elle est proportionnelle à la charge de la particule, à la vitesse de la particule et à l'intensité du champ magnétique.
La force magnétique n'effectue pas de travail sur la particule car elle est toujours perpendiculaire à la direction du mouvement. Par conséquent, elle change uniquement la direction de la vitesse de la particule sans modifier son énergie cinétique.
La force de Lorentz est une manifestation de l'interaction électromagnétique, qui est une des quatre forces fondamentales de la nature. Elle est essentielle pour comprendre le comportement des particules chargées en présence de champs électriques et magnétiques et joue un rôle crucial dans de nombreux phénomènes physiques et applications technologiques. Sa nature fondamentale est ancrée dans sa dérivation directe des principes de l'électromagnétisme et sa description unifiée dans le cadre de la relativité restreinte et de l'électrodynamique quantique.
La force de Lorentz est universelle et s'applique à toutes les particules chargées, qu'elles soient des électrons, des protons, des ions, etc.
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