Physique-Chimie : Champ magnétique B

La force de Lorentz

Lorsqu'une particule chargée électrique (par exemple un électron ou un proton) se déplace dans un champ magnétique, elle subit une force appelée force de Lorentz.

Définition

La force de Lorentz \(ec{F}\) exercée sur une particule de charge \(q\), se déplaçant à la vitesse \(ec{v}\) dans un champ magnétique \(ec{B}\), est donnée par la formule :

\(ec{F} = q\, ec{v} imes ec{B}\)

où \( imes\) désigne le produit vectoriel.

Caractéristiques de la force

• Perpendiculaire à la vitesse \(ec{v}\) et au champ magnétique \(ec{B}\).
• Sa direction est donnée par la règle de la main droite :
  1. pointed à la direction de \(ec{v}\) (doigt de la main droite) ;
  2. orienté selon \(ec{B}\) (les doigts se tournent vers \(ec{B}\)) ;
  3. le pouce indique la direction de la force \(ec{F}\).
• La norme (grandeur) de la force est :

\(\ |ec{F}| = |q|\, v\, B\, \sin{ heta}\)

où \( heta\) est l’angle entre \(ec{v}\) et \(ec{B}\).

Effets de la force

Une particule chargée soumise à la force de Lorentz effectue généralement un mouvement circulaire ou hélicoïdal selon l'angle \( heta\).

Applications

• Analyse des trajectoires de particules dans un spectromètre.
• Fonctionnement des moteurs électriques et des dispositifs magnétiques.