자기력과 로런츠 힘 법칙

자기력과 로런츠 힘 법칙

Magnetic Force and Lorentz Force Law

정의1

움직이는 전하(전류)는 주위에 자기장magnetic field $\mathbf{B}$를 만든다. 자기장 $\mathbf{B}$속에서 $\mathbf{v}$의 속도로 움직이는 전하 $Q$가 받는 힘은 다음과 같다.

$$ \begin{equation} \mathbf{F}_m=Q(\mathbf{v} \times \mathbf{B}) \end{equation} $$

이 힘을 자기력magnetic force 이라 하고 위의 공식을 로런츠 힘 법칙Lorentz force law이라 한다.

설명

전기장의 정의에서와 마찬가지로, 움직이는 전하가 전류 주위에서 $(1)$과 같은 힘을 받을 때 $\mathbf{B}$를 전류가 만드는 자기장이라 한다.

로런츠 힘 법칙은 실제로는 헤비사이드Oliver Heaviside 가 알아냈다고 한다. 전기장이 있을 때 쿨롱 법칙에 의해 받는 전기력까지 더하여 일반적인 식으로 나타내면 다음과 같다.

$$ \mathbf{F}=Q\left[ \mathbf{E} + (\mathbf{v}\times\mathbf{B}) \right] $$

이는 전자기 이론의 근본 공리로 실험법칙이다.


  1. David J. Griffiths, 기초전자기학(Introduction to Electrodynamics, 김진승 역) (4th Edition, 2014), p227-229 ↩︎

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