Siła Lorentza, siła wywierana na naładowaną q cząstek poruszającej się z prędkością v z elektrycznego E oraz pola magnetycznego B. Cała siła elektromagnetyczna F na naładowane cząstki nazywany jest siła Lorentza (gdy holenderskiej fizyka Hendrik A. Lorentza) i jest przez F = P E + P v x B.
Pierwszy termin pochodzi z pola elektrycznego. Drugi termin to siła magnetyczna i ma kierunek prostopadły zarówno do prędkości, jak i pola magnetycznego. Siła magnetyczna jest proporcjonalna do Q i wielkości wektora iloczynu v x B. Pod względem kąta ϕ między v i B wielkość siły jest równa qvB sin ϕ. Ciekawym rezultatem siły Lorentza jest ruch naładowanej cząstki w jednolitym polu magnetycznym. Jeśli v jest prostopadłe do B (tj. Z kątem ϕ między v i B90 °), cząstka będzie podążać kołową trajektorią o promieniu r = mv / qB. Jeśli kąt ϕ jest mniejszy niż 90 °, orbitą cząstek będzie helisa o osi równoległej do linii pola. Jeśli ϕ jest równe zero, nie będzie siły magnetycznej na cząsteczkę, która będzie nadal poruszać się bez zmian kierunku wzdłuż linii pola. Naładowane akceleratory cząstek, takie jak cyklotrony, wykorzystują fakt, że cząstki poruszają się po orbicie kołowej, gdy v i B znajdują się pod kątem prostym. Przy każdym obrocie dokładnie wyregulowane pole elektryczne zapewnia cząsteczkom dodatkową energię kinetyczną, co powoduje, że poruszają się one po coraz większych orbitach. Kiedy cząstki uzyskają pożądaną energię, są one wydobywane i wykorzystywane na wiele różnych sposobów, od podstawowych badań właściwości materii po medyczne leczenie raka.
Siła magnetyczna na poruszającym się ładunku ujawnia znak nośników ładunku w przewodniku. Prąd przepływający od prawej do lewej w przewodniku może być wynikiem przenoszenia dodatnich ładunków z prawej do lewej lub ujemnych ładunków z lewej do prawej lub ich kombinacji. Gdy przewodnik zostanie umieszczony w polu B prostopadłym do prądu, siła magnetyczna na oba typy nośników ładunku będzie w tym samym kierunku. Siła ta powoduje niewielką różnicę potencjałów między bokami przewodnika. Zjawisko to, znane jako efekt Halla, odkryte przez amerykańskiego fizyka Edwina H. Halla, powstaje, gdy pole elektryczne jest wyrównane z kierunkiem siły magnetycznej. Efekt Halla pokazuje, że elektrony dominują w przewodzeniu elektryczności w miedzi. W cynku przewodzenie jest jednak zdominowane przez ruch nośników ładunku dodatniego. Elektrony w cynku, które są wzbudzone z pasma walencyjnego, pozostawiają dziury, które są wakatami (tj. Niewypełnionymi poziomami), które zachowują się jak nośniki ładunku dodatniego. Ruch tych otworów odpowiada za większość przewodzenia prądu w cynku.
Jeśli drut z prądem i zostanie umieszczony w zewnętrznym polu magnetycznym B, w jaki sposób siła wywierana na drut zależeć będzie od jego orientacji? Ponieważ prąd reprezentuje ruch ładunków w przewodzie, siła Lorentza działa na poruszające się ładunki. Ponieważ ładunki te są związane z przewodnikiem, siły magnetyczne na ruchome ładunki są przenoszone na drut. Siłę na małej długości d l przewodu zależy od orientacji drutu w stosunku do pola. Wielkość siły jest przez id IB sin gdzie φ cp oznacza kąt pomiędzy B i D l. Nie ma siły, gdy ϕ = 0 lub 180 °, przy czym oba odpowiadają prądowi wzdłuż kierunku równoległego do pola. Siła jest maksymalna, gdy prąd i pole są do siebie prostopadłe. Siła podano BYD F = id l x B.
Ponownie, wektor iloczyn oznacza kierunku prostopadłym zarówno do d l i B.
