Ứng dụng của lực Lorentz

Đinh Trung Nguyên

Lực Lorentz

LỰC LORENTZ
Như ta đã biết, từ trường tác dụng lực lên dòng điện đặt trong nó – Lực từ (lực
Ampere). Dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các điện tích tự do bên trong
nó. Vậy các điện tích tự do có chịu tác dụng của từ trường không và nếu có thì các lực
này có đặc điểm như thế nào?
/>Thực nghiệm chứng minh, các hạt điện tích chuyển động có chịu tác dụng của lực từ.
Điển hình là khi ta đưa nam châm đến gần dòng catot, (dòng này chỉ bao gồm các hạt
điện tử chuyển động trong khí áp suất thấp), ta thấy dòng catot bị lệch đi, chứng tỏ
các điện tử chịu lực tác dụng của từ trường.
Thí nghiệm dòng catot chịu tác dụng của từ trường: TN1, TN2, TN3, TN4.
/>
/>
/>
/>
Tuy nhiên, qua thí nghiệm đó chúng ta
mới chỉ thấy được các điện tích chịu lực
tác dụng, chứ không thể xét được các lực
tác dụng lên điện tích như thế nào. Để rõ
ràng hơn, người ta xét thí nghiệm vòng
dây Hem-hôn (Helmholtz).
Vòng dây Helholtz là thiết bị gồm 2
vòng dây đặt cách nhau 1 khoảng bằng
bán kính vòng dây. Trong khoảng đó,
chúng ta đặt một bóng đèn áp suất thấp
(bơm khí trơ: Ar, Kr, …, có thể xoay
được) với đèn sợi đốt (dây tóc phủ BaO
nhằm phát xạ nhiều electron hơn).

1


Đinh Trung Nguyên

Lực Lorentz

Khi cấp điện vào đèn sợi đốt, dây tóc đèn nóng sát sẽ phát ra các electron (phát xạ
nhiệt), trong quả cầu sẽ có tia sáng – tia catot. Khi chỉ có dòng điện vào đèn sợi đốt thì
tia sáng sẽ có dạng đường thẳng, khi ta cấp điện cho cuộn dây Helholtz thì trong dây
sẽ sinh ra từ trường, , khoảng không gian hình trụ nằm tại tâm đối xứng có kích
thước khoảng 1/5 đường kính vòng tròn có từ trường khá đều, khi đó tia sáng sẽ có
dạng 1 vòng tròn sáng khi xoay bóng đèn thì tia catot sẽ có dạng 1 vòng xoắn ốc.
Thí nghiệm Helholtz

/>
Hình dạng tia sáng cho ta biết quỹ đạo của các electron trong từ trường, electron
không chuyển động thẳng mà chuyển động tròn chứng tỏ electron chịu lực tác dụng
của từ trường. Ngoài ra, không chỉ có electron
mà bất kì hạt mang điện nào chuyển động trong
từ trường cũng chịu lực tác dụng của từ trường.
Lực mà từ trường tác dụng lên các hạt mang
điện chuyển động trong nó được nhà bác học
Lorentz xác định được giá trị độ lớn nên còn
được gọi là lực Lorentz.
Vậy, hạt mang điện chuyển động trong từ
trường chịu tác dụng của lực gọi là lực
Lorentz, được xác định bởi công thức:

Trong đó:
q : là điện tích của hạt.
: là véc-tơ vận tốc của hạt.
: là véc-tơ cảm ứng từ

2


Đinh Trung Nguyên

Lực Lorentz

Ta có nhận xét :
Các hạt điện tích chuyển động tạo thành dòng (dòng điện), như vậy lực từ - lực
Ampere tác dụng lên dòng điện là tổng hợp các lực Lorentz tác dụng lên các electron
chuyển động.
Do đó, phương và chiều của lực Lorenz được xác định theo quy tắc bàn tay trái như
xác định lực từ.

3


Đinh Trung Nguyên

Lực Lorentz

Lực Lorentz được xác định bằng thực nghiệm có đặc điểm :
-

Độ lớn của lực Lorentz :

Với α là góc hợp bởi và

-

Phương : vuông góc với mặt phẳng chứa véc-tơ vận tốc của hạt mang điện
và véc-tơ cảm ứng từ tại điểm khảo sát.
Chiều : được xác định theo quy tắc bàn tay trái : Đặt bàn tay trái duỗi
thẳng để cho các đường cảm ứng từ xuyên vào lòng bàn tay, chiều từ cổ
tay đến ngón tay chỉ chiều chuyển động thì chiều ngón tay cái choãi ra
900 chỉ chiều lực Lorentz nếu hạt mang điện dương (q>0) và chỉ chiều
ngược lại nếu hạt mang điện âm .

Ở đây ta lưu ý:
-

Trong kim loại, dòng điện là dòng dịch chuyển của các electron tự do, mà
chiều dòng điện được quy ước là chiều dịch chuyển của các điện tích
dương. Do đó, chiều dòng điện sẽ ngược lại với chiều chuyển động của các
electron.

Trong trường hợp quy tắc này trùng với quy tắc xác định lực từ tác dụng lên đoạn
dây dẫn mang dòng điện. Và thực chất quy tắc này cũng có thể hiểu là quy tắc bàn tay
trái với chú ý chiều dòng điện theo quy ước là chiều chuyển động của các điện tích
dương.

Ngoài ra, ta có thể đi xây dựng biểu thức lực Lorentz dựa vào công thức lực Ampere.
Xét lực tác dụng lên một đoạn dây dẫn thẳng dài , có cường độ dòng điện I chạy qua.
Theo công thức Am-pe, lực này có biểu thức Trong đó với là vec tơ mật độ dòng
điện, S là tiết diện vật dẫn, là mật độ hạt mang điện tự do trong vật dẫn, là vận tốc
của chuyển động của các hạt mang điện tích dương (nếu hạt mang điện tích âm thì

hướng ngược lại – trong kim loại), q là điện tích của hạt.
4


Đinh Trung Nguyên

Lực Lorentz

Lực tác dụng viết lại , với là thể tích đoạn dây dẫn. Mặt khác, là số hạt mang điện tự
dòng điện trong đoạn dây dẫn đó. Vì đoạn dây dẫn ta xét rất nhỏ, đồng chất nên các
hạt mang điện trong đoạn dây dẫn là hoàn toàn tương đương nhau. Từ đó, lực từ tác
dụng lên một hạt mang điện có điện tích q chuyển động với trong từ trường có cảm
ứng từ là :

Như vậy công thức lực Lorentz có thể xây dựng từ công thức lực từ tác dụng lên đoạn
dây dẫn có dòng điện chạy qua đứng yên trong từ trường, khi đó là vận tốc trung bình
của chuyển động định hướng của điện tích. Tuy nhiên, biểu thức mà tác dụng thu
được của lực Lo-ren-xơ đúng cho mọi điện tích chuyển động và là vận tốc riêng của
chuyển động đó.
Lưu ý rằng, trên đây chỉ là mô hình để từ công thức Am-pe dẫn đến công thức lực
Lorentz, còn lực Lorentz áp dụng được với từng điện tích riêng lẻ chuyển động trong
từ trường. Ngay cả khi trong vật dẫn không có dòng điện thì những hạt mang điện
trong vật dẫn chuyển động nhiệt hỗn loạn vẫn có lực Lorentz tác dụng lên chúng. Thế
nhưng do chuyển động nhiệt không ưu tiên theo hướng nào nên lực tác dụng lên từng
điện tích riêng biệt cũng không có phương ưu tiên. Kết quả là lực tác dụng tổng hợp
lên vật dẫn cũng bằng không.
Khi các điện tích chuyển động hỗn loạn, tuy không có dòng điện nhưng vẫn có lực
Lorentz tác dụng lên từng điện tích đặt trong từ trường.
Mô phỏng lực Lorentz
/>

QUỸ ĐẠO CỦA HẠT CHUYỂN ĐỘNG TRONG TỪ TRƯỜNG.
Video
/> />
Xét một hạt khối lượng m mang điện tích , có vận tốc ban đầu là đi vào khoảng không
gian có từ trường đều với cảm ứng từ ; bỏ qua tác dụng của trọng lực (vì khối lượng
của hạt m rất nhỏ). Theo định luật II Niutơn và công thức định luật lực Lorentz,
phương trình chuyển động của hạt có dạng:
.
Lực Lorentz luôn luôn vuông góc với vectơ vận tốc nên công của lực Lorentz luôn
bằng không ( = 0). Theo định lý động năng thì động năng của hạt không đổi, do đó độ
lớn của vận tốc không đổi trong quá trình hạt chuyển động. Như vậy có thể thấy hạt
mang điện chuyển động trong từ trường đều thì chỉ bị thay đổi hướng của vận tốc mà
5


Đinh Trung Nguyên

Lực Lorentz

không tăng tốc hạt. Điều này khác với điện tích chuyển động trong điện trường đều thì
có thể tăng tốc.
a. Trường hợp vận tốc vuông góc với
Lực Lorentz có phương chiều như hình vẽ và có độ lớn . Vì
lực Lorentz vuông góc với phương chuyển động nên nó đóng
vai trò lực hướng tâm. Dưới tác dụng của lực đó hạt chuyển
động tròn đều theo một đường tròn bán kính r
Từ đó, bán kính r của quỹ đạo chuyển động của hạt

Biểu thức trên cho thấy bán kính quỹ đạo phụ
thuộc vào vận tốc của hạt mang điện, vào độ lớn

cảm ứng từ B và tỉ số (gọi là điện tích riêng của
hạt).
Chu kì T của chuyển động của hạt

Tốc độ góc của hạt

Tốc độ góc ω được gọi tần số xiclôtrôn.
Chu kì T và tần số xiclôtrôn ω của hạt chỉ phụ thuộc vào điện tích riêng và cảm ứng
từ , mà không phụ thuộc vào vận tốc .
Hạt mang điện chuyển động trong từ trường đều có vận tốc vuông góc với sẽ chuyển
động tròn đều.
b. Trường hợp vận tốc ban đầu hợp với cảm ứng từ một góc α bất kì
/> />
6


l
Đinh Trung Nguyên


v


vn B 
vt F

-

-

Lực Lorentz

Có thể xem
chuyển động
của hạt gồm
hai thành phần:

Chuyển động tròn đều trong mặt phẳng vuông góc với , với vận tốc dài bằng , bán
kính quỹ đạo , chu kì T và tần số góc ω xác định bằng các công thức ở trên trong đó
thay bởi
(xem clip
/>Chuyển động thẳng đều với vận tốc dọc theo phương
Vì vậy, quỹ đạo của hạt là một đường xoắn ốc hình trụ, có trục trùng với phương của
vectơ cảm ứng từ . Bước của đường xoắn ốc là
7


Đinh Trung Nguyên

Lực Lorentz

Cực quang
(clip
/>Cực quang xuất hiện là do
các hạt mang điện (electron;
proton) trong luồng vật chất từ
Mặt Trời phóng tới các hành tinh
xung quanh. Khi các hạt này tiếp
xúc với từ trường của các hành
tinh (Mặt đất...) thì chúng bị đổi

hướng do tác dụng của lực
Lorentz. Lực này làm cho các hạt
chuyển động theo quỹ đạo xoắn ốc
dọc theo các đường cảm ứng từ
của hành tinh (Trái đất). Tại hai từ
cực các đường cảm ứng từ hội tụ
lại và làm cho các hạt mang điện
theo đó đi sâu vào khí quyển của
hành tinh tạo thành vành đai
(belts) bức xạ Van Allen trên tầng
cao khí quyển của trái đất. Khi đi
sâu vào khí quyển các hạt mang
điện va chạm với các phân tử, nguyên tử trong khí quyển hành tinh và kích thích các
phân tử này phát sáng. Do thành phần khí quyển hành tinh chứa nhiều khí khác nhau,
khi bị kích thích mỗi loại khí phát ra ánh sáng có bước sóng khác nhau, tức là nhiều
màu sắc khác nhau do đó tạo ra nhiều dải sáng với nhiều màu sắc trên bầu trời ở hai
cực. (Nguyên tử oxi phát ra anh sáng xanh lục,
nguyên tử nitơ phát ra anh sáng mầu hồng).
/>Mô

phỏng

và

giải

thích:

/>Van-Alen

8


Đinh Trung Nguyên

Lực Lorentz

/>
9


Đinh Trung Nguyên

Lực Lorentz

Điều khiển đèn hình CRT

Đèn hình CRT là một bộ phận
dùng để hiển thị hình ảnh trên
TV, máy vi tính, dao động kí.
Một chùm tia điện tử mảnh
được phóng ra từ cathode nung
nóng, tia điện tử này được gia
tốc bởi điện trường của anode
thứ nhất (slits). Nếu không được
làm lệch trong điện trường và từ
trường thì các electron bay
thẳng và đập vào một vị trí trên màn huỳnh quang, do đó chỉ có một chấm sáng trên
màn. Để hiển thị được hình ảnh; chùm tia điện tử cần được điều khiển quét khắp màn
huỳnh quang. Cơ cấu thực hiện nhiệm vụ này là các cuộn dây và các cặp bản tụ điện.

Chùm tia điện tử bị lệch trong từ trường cuộn dây do lực Lorentz và lệch trong điện
trường của tụ điện do lực điện. Việc làm lệch chùm tia điện tử được điều khiển nhờ tín
hiệu đưa vào các cặp bản tụ và cuộn dây. Tín hiệu điều khiển sự lệch chùm tia theo cả
phương dọc và ngang. Vì điện tử có khối lương rất bé nên quán tính nhỏ, do đó sự
thay đổi hướng vận tốc thực hiện dễ dàng. Chùm tia điện tử quét rất nhanh tạo ra sự
phát sáng các điểm trên màn hình. Tập hợp các điểm sáng khác nhau trên màn hình
tạo thành hình ảnh hiển thị.
Clip: /> /> đưa nam châm lại gần màn hình CRT và quan sát hiện tượng

10


Đinh Trung Nguyên

Lực Lorentz

/>tomtext1
/> />Máy gia tốc
Máy gia tốc hạt là dụng cụ tạo ra các chùm ion hay electron năng lượng tính sử dụng cho nhiều mục đích khác
nhau, là một kính hiển vi cực kì chính xác. Như đã biết, các vật có kích thước dưới kích thước của một tế bào
sống được nghiên cứu bằng kính hiển vi quang học và các vật có kích thước dưới kích thước nguyên tử được
nghiên cứu bằng kính hiển vi điện tử. Các chi tiết vật thể có thể nhìn thấy (phân giải) được cho bởi bước sóng
của ánh sáng rọi vào. Để thâm nhập phần bên trong của nguyên tử và hạt nhân, người ta cần phải sử dụng các
bức xạ có bước sóng nhỏ hơn nhiều so với kích thước nguyên tử. Các nucleon (proton và neutron) bên trong hạt
nhân nguyên tử có kích thước chừng 10-15 m và cách nhau những khoảng cách vào cùng bậc độ lớn đó. Các
electron quay xung quanh hạt nhân nguyên tử cũng như các quark bên trong nucleon có kích thước, nếu có, nhỏ
hơn 10-18 m; chúng có vẻ giống như
chất điểm.
Ngoài việc cần thiết cho kính hiển vi hạ
nguyên tử cực kì chính xác, các hạt phát

ra từ máy gia tốc hạt va chạm với các
hạt bia có thể dẫn tới sự hình thành của
những hạt mới, chúng thu lấy khối
lượng của chúng từ năng lượng va
chạm theo công thức E = mc2. Như vậy,
bằng sự chuyển hóa sang khối lượng
của động năng dư thừa trong một va
chạm mà các hạt, phản hạt và những
hạt kì lạ có thể được tạo ra.

Các máy gia tốc hạt không chỉ là công
cụ dùng cho khảo sát thế giới hạ
nguyên tử, mà còn được sử dụng trong
nhiều ứng dụng khác như phân tích và
biến tính vật liệu và quang phổ học,
nhất là trong khoa học môi trường. Các
máy gia tốc còn tạo ra các nguyên tố
phóng xạ dùng làm chất đánh dấu trong
y khoa, sinh học và khoa học vật liệu. Có tầm quan trọng đang tăng lên trong khoa học vật liệu là các máy gia
tốc ion và electron tạo ra số lượng phong phú neutron và photon trong một ngưỡng năng lượng rộng. Các chùm
photon hoàn toàn xác định chẳng hạn đang được tăng cường sử dụng cho kĩ thuật in khắc để chế tạo các chi
tiết rất nhỏ cần thiết trong điện tử học.

11


Đinh Trung Nguyên

Lực Lorentz

Chi tiết hơn về các máy gia tốc hạt có thể tìm được trong một cuốn sách xuất bản gần đây, Giới thiệu các máy
gia tốc hạt, của Edmund Wilson và do Nhà xuấn bản Đại học Oxford ấn hành năm 2001.
Trong các máy gia tốc hạt đầu tiên, các hạt được gia tốc bằng một hiệu điện thế cao đặt vào khe giữa cathode
và anode (các điện cực). Những dụng cụ này gọi là ống tia cathode và được nghĩ ra vào cuối thế kỉ 19.
Các loại máy gia tốc khác nhau hiện có đã được phát minh ra trong khoảng thời gian gần bốn thập kỉ. Các đề
xuất gia tốc các hạt theo kiểu lặp đi lặp lại đã thúc đẩy Ernest Orlando Lawrence đi tới một quan niệm mới cho
việc gia tốc các hạt. Trong cyclotron do ông phát minh, các hạt được làm cho quay tròn trong một từ trường và
đi qua đi lại cùng một khe gia tốc nhiều lần. Thay cho hiệu điện thế một chiều, người ta thiết đặt một hiệu điện
thế cao vào khe sao cho các hạt được gia tốc trong một quỹ đạo xoắn ốc theo kiểu lặp đi lặp lại. Sau phát minh
ra nguyên lí cân bằng pha vào giữa những năm 1940, hai loại máy gia tốc mới đã hình thành: máy gia tốc
thẳng và synchrotron.

Máy gia tốc tuần tự: Cyclotron,
Synchrocylotron
 Nguyên tắc hoạt động máy gia tốc

cyclôtrôn
Bài toán điện tích chuyển động
trong từ trường đều vuông góc với vận
tốc ban đầu của nó cho thấy quỹ đạo
điện tích là đường tròn. Chu kì quay
của điện tích không phụ thuộc vào vận
tốc của nó. Tính chất này được ứng
dụng trong máy gia tốc xiclôtrôn. Đây là một thiết bị quan trong trong nghiên cứu vật
lý hạt nhân và các hạt cơ bản.
12


Đinh Trung Nguyên

Lực Lorentz

Tuy nhiên với các loại máy gia tốc cyclotron do bán kính quỹ đạo của hạt:

Theo đó bán kính phụ thuộc vào khối lượng của hạt nên không thích hợp gia tốc với
các hạt khối lượng nhẹ như electron. Người ta đã phát triển loại máy gia tốc
synchrocyclotron.
Cấu tạo máy gia tốc gồm hai điện cực, có dạng hai nửa hình hộp hình chữ D (D 1, D2)
đặt trong một buồng chân không. Hai hộp chữ D đặt cách nhau một khe hẹp. Đặt một
hiệu điện thế thay đổi tuần hoàn vào hai hộp, hai hộp D 1và D2 trở thành hai điện cực
(đổi chiều nhưng không đổi cường độ). Khoảng giữa khe hẹp có một điện trường thay
đổi tuần hoàn. Toàn bộ hai hộp đặt trong một từ trường đều của một nam châm điện
cực mạnh có cảm ứng từ
góc với mặt hộp.


B

vuông

Những hạt mang điện được cung
cấp từ nguồn P, đặt ở khe giữa khe
hở của hai cực. Quá trình gia tốc
các hạt mang điện được thực hiện
làm nhiều bước. Giả sử, khi hiệu
điện thế giữa hai cực là lớn nhất, ở
khe giữa hai cực có một hạt mang
điện dương (proton); khi đó hạt sẽ
chịu tác dụng của điện trường và bị
hút vào giữa điện cực âm (D),

đươc gia tốc bởi điện trường.
Khoảng không gian trong điện cực
là đẳng thế, ở đó hạt chỉ chịu tác
dụng của từ trường. Với vận tốc
vừa thu được dưới tác dụng của từ trường, hạt sẽ chuyển động tròn, có bán kính tỷ lệ
với vận tốc:

Người ta chọn tần số của hiệu
điện thế xoay chiều bằng tần
số cyclôtrôn của hạt
(Điều kiện cộng hưởng)
Sau khi hạt chuyển động được
nửa vòng tròn và đến khe hở
giữa hai điện cực, thì lúc đó
hiệu điện thế đã đổi dấu (sau
một nửa chu kỳ) và đạt giá trị
cực đại. Hạt lại được điện
13


Đinh Trung Nguyên

Lực Lorentz

trường giữa hai khe tăng tốc thêm, rồi bay vào trong cực thứ hai, với vận tốc lớn
hơn, do đó quỹ đạo của hạt có bán kính lớn hơn trước trong khi thời gian chuyển động
của hạt trong điện cực D 1, D2 thì không đổi (bằng nửa chu kỳ). Quá trình tăng tốc cứ
tiếp tục mãi. Quỹ đạo của hạt có dạng gần như một đường xoắn ốc (tròn trong vùng
hộp D và thẳng ở giữa 2 khe – tổng hợp lại là quỹ đạo hình gần xoắn ốc).
/>Năng lượng cực đại Wmax có thể cung cấp cho hạt phụ thuộc vào cảm ứng từ của nam

châm điện, vào bán kính quỹ đạo cực đại rmax của hạt rmax bằng bán kính các hộp).

rmax = R =
Ta có:

Wmax =
do đó:

v max
q
B
m

mv 2max q 2 2 2
=
R B
2
2m

Đối với máy gia tốc cyclotron, W max chỉ có thể đạt tới vài chục MeV. Bởi vì khi
hạt thu được năng lượng lớn tới mức nào đó thì khối lượng m của hạt tăng lên do hiệu
ứng tương đối tính dẫn đến điện tích riêng giảm. Theo đó tần số xiclôtrôn giảm, sự
đồng bộ giữa tần xiclôtrôn và tần số điện trường không còn vì vậy hạt không được
tăng tốc nữa. Khi đó, muốn cho năng lượng của hạt lớn,
cần phải là thay đổi tần số của hiệu điện thế tăng tốc
(trong máy gia tốc phazôtrôn) hoặc là thay đổi từ
m
B
trường sao cho tỷ số
không đổi (trong máy

synchrocylotron) hoặc cả tần số của hiệu điện thế tăng
tốc lẫn từ trường đều biến đổi. Lúc đó hạt có thể gia tốc
tới năng lượng hàng chục GeV.[4]
Hoạt
động
của
Cyclotron:
/> /> />
14


Đinh Trung Nguyên

Lực Lorentz

Khối phổ kế
Khối phổ kế là một thiết bị dùng để đo đạc tỉ lệ khối lượng-trên-điện tích của ion. Kĩ
thuật này có nhiều ứng dụng, bao gồm:
1. Xác định các hợp chất chưa biết bằng cách dựa vào khối lượng của phân tử hợp
2.
3.
4.
5.
6.

chất hay từng phần tách riêng của nó.
Xác định kết cấu chất đồng vị của các thành phần trong hợp chất.
Xác định cấu trúc của một hợp chất bằng cách quan sát từng phần tách riêng
của nó.
Định lượng lượng hợp chất trong một mẫu dùng các phương pháp khác

(phương pháp phổ khối vốn không phải là định lượng).
Nghiên cứu cơ sở của hóa học ion thể khí (ngành hóa học về ion và chất trung
tính trong chân không).
Xác định các thuộc tính vật lí, hóa học hay ngay cả sinh học của hợp chất với
nhiều hướng tiếp cận khác nhau.

Khối phổ kế bao gồm các bộ phận:
•
•
•
•

Bộ tạo ra các hạt ion
Bộ phận gia tốc các hạt.
Bộ lọc tốc độ
Máy đo (detector)

Các hạt được tạo ra từ bộ tạo các ion
có cùng điện tích sẽ được đưa qua bộ
phận gia tốc – đó là bộ phận gia tốc
bằng điện trường 1 qua đó hạt sẽ thu
được vận tốc , sau bộ phận này chùm
các hạt có sẽ bay qua bộ lọc tốc độ,
trong đó sẽ có 1 vùng từ trường và
điện trường được đặt vuông góc với nhau. Khi đó các hạt đồng thời chịu tác dụng của
2 lực: lực điện Coulomb và lực từ Lorentz, khi 2
lực này cân bằng nhau hạt sẽ bay thẳng.
Khi đó:

Vậy chỉ có những hạt nào có cùng vận tốc nhóm

thoả mãn
Bộ lọc vận tốc

Thì mới đi qua được bộ lọc tốc độ.
15


Đinh Trung Nguyên

Lực Lorentz

Sau đó, hạt sẽ đi vào vùng từ
trường , tại đó dưới tác dụng của
từ trường, hạt sẽ chuyển động
tròn với bán kính

Các hạt có khối lượng khác nhau sẽ chuyển động theo các quỹ đạo khác nhau với bán
kính khác nhau. Người ta có thể tách riêng các hạt có cùng điện tích có khối lượng
khác nhau.
/>
/>
16


Đinh Trung Nguyên

Lực Lorentz

Ngoài các ứng dụng
kể trên, lực Lorentz

còn có rất nhiều ứng
dụng khác: thiết bị
Tokamak ...Ở đây ta
không đề cập đến.

Ứng dụng của lực Lorentz

/>
17


Đinh Trung Nguyên

Lực Lorentz

Kết luận
Về bài giảng này, đây là một bài nêu lên 1 loại lực mới, bản chất hơn, rõ ràng hơn về
tác động của từ trường lên hạt điện tích chuyển động. Trong bài cũng nêu ra những
kiến thức thường thức cho học sinh. Ở 2 SGK cũng có khác biệt đôi chút, trong SGK
cơ bản, chỉ đi tìm hiểu về những khái niệm chung nhất, mang tính giới thiệu cho học
sinh, các công thức sẽ được xây dựng cụ thể. Trong SGK nâng cao, bài này chỉ ra chi
tiết về lực Lorentz, các phần tính toán sẽ được hướng dẫn để học sinh có thể tự làm.
Khó khăn lớn nhất trong bài này là làm sao cho học sinh hình dung ra lực Lorentz tác
dụng lên hạt điện tích chuyển động, với đặc điểm đó làm chúng ta rất khó để có được
sự trực quan sinh động. Giúp học sinh liên hệ giữa lực Lorentz và lực Am-pe nhằm
tìm ra đặc điểm lực Lorentz nhưng phải phân biệt rõ cho học sinh về 2 loại lực này,
tránh nhầm lẫn.
Khắc phục: để bài học sinh động hơn, hấp dẫn với học sinh chúng ta có thể tăng
cường sử dụng thí nghiệm, hay các video để học sinh dễ hiểu vấn đề. Chú ý phân tích
kĩ càng hiện tượng, làm nổi bật bản chất của hiện tượng để học sinh dễ nắm bắt hơn.

Video thí nghiệm thực tế:
/> />
18


Đinh Trung Nguyên

Lực Lorentz

MỤC LỤC

19