- 상위 항목 : 전자기력
1 전하량을 가진 물체가 전자기장 내에서 받는 힘
[math] \vec{F} = q ( \vec{E} + \vec{v} \times \vec{B}) [/math]
여기서 q는 전하량, E는 전기장, B는 자기장, v는 속력을 의미한다.
일반적으로 전기장에 의한 전하의 가속력 [math] \vec{F} = q \vec{E} [/math] 와 [math] \vec{F} = q \vec{v} \times \vec{B} [/math] 를 나누어 배운다. 고등학교 하이탑 물리 2에서 속도 선택기를 다루면서 전자기장 내의 가속된 하전 입자에 대해 전기장에 의한 힘과 자기장에 의한 힘, 중력을 받는 상황에서 적절한 세기로 조정하면 입자가 일직선으로 나아가게 된다는 내용을 설명한 바가 있는데, 중력을 뺀 나머지 힘 두가지가 모두 로렌츠 힘이다.
넓게 보면 쿨롱력 또한 로렌츠 힘으로 그 크기가 표현될 수 있다. 전기장 자체가 전위의 그라디언트이기 때문이다.
원리는 전자기력 항목에서 설명되고 있다. 정확히는 자기장 항목에서 더 중점적으로 다룬다. 그 이유라 할 만한 것은 없는데, 굳이 이유를 댄다면 전기장은 금속구 안에만 들어가면 계산할게 없어지지만 자기장은 늘어나기 때문이다. 자세한 것은 맥스웰 방정식을 참조하자. 크고 아름답다
고등학교 과정에서 유명한 식으로 [math] F = B I l \sin \Theta [/math] 가 있다.
응용이라 하기에는 뭣한 것이, 위 식에서 전기장을 고려하지 않고 벡터를 스칼라량으로 나타낸 식일 뿐이다. 저 식이 유도되는 과정을 간단히 요약하자면, 전류는 단위시간동안 일정 면적을 지나간 전하량이며, 차원을 맞춰서 정리하면 [math] I l = q v [/math]로 나타내지는 것이다. 다만 이 식이 편리한 경우가 있는데... 자체 유도를 고려하지 않는 경우 적분해서 사용한다면 전선이 자기장 내에서 받는 힘을 매우 쉽게 (!) 구할 수 있다.
2 응용
레일건. 항목 참조 전기장이 아니라 자기장이 가속력임에 유의해서 읽자. 해당 문서에서는 도체 탄자를 이용한 경우를 다루었는데, 소형 레일건 (일명 사제 레일건) 등이나, 어떤 종류의 레일건은 중간의 연결 도선을 높은 전류로 순간적으로 증발시키면서 비금속 탄자를 가속시킨다고 한다.
홀 효과. 영어 위키 한국어 위키의 내용이 매우매우 부실하여 (...) 아무래도 홀 효과를 찾는 위키러는 전문적 지식을 필요로 하리라 생각하여 영어 위키를 링크로 단다. 반도체에서 응용되고 있는 현상이며, 전자가 전하 운반체임을 증명한 실험이다.
자기 항아리 에서도 이 원리가 쓰인다. KSTAR 와 같은 플라즈마를 가두는 장치에서 반드시 필요한 개념이다. 이 경우, 적절한 세기의 강한 자기장을 걸면 어떤 입자건 무조건 특정 궤도로부터 일정 거리 이상 떨어지지 않도록 할 수 있다는 원리가 이용된다. 로렌츠 힘 중 자기장에 의한 성분이 운동 방향에 수직임을 이용한 것이다. 토로이드 솔레노이드 문서 작성 요함.
LHC. 원래라면 입자 가속기, 베타트론 싱크로트론 등의 문서를 링크로 걸어야 하는데, 없다 작성되지 않았다.
그 외 전자기학의 거의 모든 분야에서 사용되는 힘이라고 할 수 있다.