Lực điện từ là gì? Cách xác định lực điện từ bằng quy tắc bàn tay trái

Lực điện từ là mảng kiến thức quan trọng của bộ môn vật lý cần nắm vững. Trong bài viết dưới đây chúng tôi sẽ giúp các bạn ôn tập và nắm vững khái niệm lực điện từ là gì cũng như những công thức liên quan.

1. Lực điện từ là gì?

Lực từ hay còn gọi lực điện từ là khái niệm được dùng để chỉ lực của từ trường tác dụng lên hạt mang điện tích chuyển động.

Lực điện từ gồm hai phần đó là lực điện do điện trường tạo ra và lực từ do từ trường tạo ra. Điều này được thể hiện rất rõ trong biểu thức toán học cổ điển về lực điện từ khi chúng ta đã biết tính chất của hạt mang điện và cường độ điện từ trường. Cụ thể biểu thức như sau:

F = q(E + vB)

Trong đó:

• E là véc-tơ cường độ điện trường tại vị trí của hạt mang điện tích.
• q là điện tích của hạt.
• v là Véc-tơ vận tốc của hạt
• B là Véc-tơ cảm ứng từ tại vị trí của hạt

Như vậy lực điện từ là gì? Chúng ta có thể thấy lực điện từ (lực lorentz) là tổng lực của lực điện và lực từ tác động lên một điện tích có trong trường điện từ.

Chú ý:

• Lực Lorentz là lực được dùng để chỉ thành phần gây ra bởi từ trường, song đôi khi nó được dùng để chỉ cả lực điện từ. Bởi trong lý thuyết về điện từ và lý thuyết tương đối: Điện trường và từ trường được thống nhất thành một trường và tạo ra tương tác duy nhất được gọi là trường điện từ.
• Việc thống nhất lực từ và lực điện thành một loại lực điện từ hoàn toàn phù hợp với quan điểm của lý thuyết “điện động lực học lượng tử” đưa ra. Theo như lý thuyết này thì lực điện từ được tạo ra bởi sự trao đổi của hạt trường.

2. Kiến thức về lực điện từ trong vật lý lớp 9

Trong phần nội dung kiến thức về lực điện từ của bộ môn vật lý lớp 9. Khái niệm lực điện từ là gì được hiểu một cách đơn giản như sau:

Khi dây dẫn có dòng điện chạy qua được đặt trong từ trường và không song song với đường sức từ thì nó sẽ chịu tác dụng của lực điện từ.

>>> Tìm hiểu về: Dòng điện là gì, Cách đo dòng điện & Dòng điện có tác dụng gì?

Chiều của lực điện từ: Chiều của đường sức từ và chiều của dòng điện chạy bên trong dây dẫn quyết định chiều của lực điện từ tác dụng lên dây dẫn.

Để xác định được chiều của lực điện từ chúng ta sử dụng quy tắc bàn tay trái. Chi tiết quy tắc bàn tay trái như sau:

• Thực hiện đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ hướng vào trong lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón giữa hướng theo chiều của dòng điện, lúc này ngón tay cái choãi ra 90 độ chỉ chiều của lực điện từ.

3. Lực điện từ biểu diễn trong thuyết tương đối

Trong thuyết tương đối công thức của lực điện từ, liên hệ giữa thay đổi trạng thái chuyển động của hạt mang điện với cường độ của trường điện từ như sau:

Trong đó:

• m là khối lượng
• q là điện tích của hạt
• Fαβ là tenxơ cường độ dòng điện từ trường

4. Lực điện từ là lực cơ bản của tự nhiên

Theo mô hình chuẩn của vật lý thì lực điện từ là một trong số bốn nguồn lực cơ bản của tự nhiên. Và theo lý thuyết động lực học lượng tử, lực này được gây ra bởi quá trình trao đổi hạt trường là photon.

Đây là lực nằm trong bản chất của hầu hết các loại lực mà con người hiện nay quan sát được trong thực tế cuộc sống hàng ngày (ngoại trừ lực hấp dẫn của trái đất). Hầu như mọi tương tác giữa các nguyên tử đều có thể quy được về lực điện từ giữa proton và electron nằm bên trong. Lực này sinh ra:

• Tương tác giữa các phân tử.
• Các lực kéo và đẩy khi tiến hành tác động cơ học vào các vật.
• Tương tác giữa các quỹ đạo của Electron.
• Điều khiển các phản ứng hóa học.

Bài biết là toàn bộ những thông tin chúng tôi muốn chia sẻ với các bạn về lực điện từ. Hy vọng qua bài viết các bạn đã hiểu được lực điện từ là gì cũng như quy tắc để xác định chiều của lực điện từ.

Tìm hiểu thêm:

• Nam châm điện là gì, nam châm điện có tác dụng gì
• Tia lửa điện là gì, ứng dụng của tia lửa điện