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Lorentzkraft


Definition


Basiswissen


Die Lorentzkraft im engeren Sinn beschreibt die Kräfte, die ein Magnetfeld auf eine elektrische Ladung ausübt [1]. Das Besondere ist, dass nur bewegte elektrische Ladungen eine Kraft erfahren. Die Lorentzkraft im erweiterten Sinn fasst die elektrostatischen und magnetischen Kräfte zusammen. Beides ist hier kurz erklärt.

Formeln



Legende



Sonderfall: es gibt nur ein Magnetfeld


Die Lorentzkraft im engeren Sinn beschrieb früher nur die Wirkung eines Magnetfeldes auf eine elektrische Ladung. Elektrische Ladungen sind zum Beispiel Ionen, Elektronen, Protonen oder Alphateilchen. Immer und nur dann, wenn sich ein elektrisch geladenes Teilchen relativ zu einem Magnetfeld bewegt, wirkt eine Kraft aus der Wechselwirkung zwischen Ladung und Magnetfeld. Die Form für diese reine magnetische Wirkung ist:


Man verwendet dieselben Formeln wie oben vorgestellt, lässt jedoch das E als Einflussgröße für ein elektrisches Feld weg. In der Schulphysik wird die Lorentzkraft oft nur in dieser Form mit der Magnetwirkung aufgefasst. Man kann präzisierend auch von magnetischer Lorentzkraft sprechen.

Die Kräfte auf bewegte Ladungen im Magnetfeld


Kräfte wirken immer zwischen zwei Körpern mit Masse. Körper meint hier Dinge, die eine Masse (z. B. in Kilogramm) haben. Bei der Lorentzkraft sind die zwei Körper:


Um die Richtung und die Stärke der Lorentzkraft zu bestimmen, muss man wissen, wie die Magnetfeldlinien aussehen, die der Magnet erzeugt. Weiß man das, kann man folgende Regeln benutzen.

Was macht die magnetische Lorentzkraft stärker?



Wann wirkt die magnetische Lorentzkraft nicht?



In welche Richtung wirkt die magnetische Lorentzkraft?



Übungsaufgaben zur Lorentzkraft


Einige Rechenaufgaben und Verstädnisfragen zur Lorentzkraft sind hier als Quickcheck zusammengestellt. Zu allen Fragen gibt es immer auch eine Antwort. Direkt zu den Aufgaben geht es über => qck

Fußnoten