Правило левой руки

Проводник с током в магнитном поле. Магнитная индукция.

Если проводник, по которому проходит электрический ток, внести в магнитное поле, то в результате взаимодействия магнитного поля и проводника с током проводник будет перемещаться в ту или иную сторону.
Направление перемещения проводника зависит от направления тока в нем и от направления магнитных линий поля.

Допустим, что в магнитном поле магнита NS находится проводник, расположенный перпендикулярно плоскости рисунка; по проводнику протекает ток в направлении от нас за плоскость рисунка.

Ток, идущий от плоскости рисунка к наблюдателю, обозначается условно точкой, а ток, направляющийся за плоскость рисунка от наблюдателя,— крестом.

Движение проводника с током в магнитном поле
1 — магнитное поле полюсов и тока проводника,

2 — результирующее магнитное поле.

Всегда всё уходящее на изображениях обозначается крестом,
а направленное на смотрящего — точкой.

Под действием тока вокруг проводника образуется свое магнитное поле рис.1.
Применяя правило буравчика, легко убедиться, что в рассматриваемом нами случае направление магнитных линий этого поля совпадает с направлением движения часовой стрелки.

При взаимодействии магнитного поля магнита и поля, созданного током, образуется результирующее магнитное поле, изображенное на рис.2.
Густота магнитных линий результирующего поля с обеих сторон проводника различна. Справа от проводника магнитные поля, имея одинаковое направление, складываются, а слева, будучи направленными встречно, частично взаимно уничтожаются.

Следовательно, на проводник будет действовать сила, большая справа и меньшая слева. Под действием большей силы проводник будет перемещаться по направлению силы F.

Перемена направления тока в проводнике изменит направление магнитных линий вокруг него, вследствие чего изменится и направление перемещения проводника.

Для определения направления движения проводника в магнитном поле можно пользоваться правилом левой руки, которое формулируется следующим образом:

Если расположить левую руку так, чтобы магнитные линии пронизывали ладонь, а вытянутые четыре пальца указывали направление тока в проводнике, то отогнутый большой палец укажет направление движения проводника.

Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле, зависит как от тока в проводнике, так и от интенсивности магнитного поля.

Основной величиной, характеризующей интенсивность магнитного поля, является магнитная индукция В. Единицей измерения магнитной индукции является тесла (Тл=Вс/м2).

О магнитной индукции можно судить по силе действия магнитного поля на проводник с током, помещенный в это поле. Если на проводник длиной

1 м и с током 1 А, расположенный перпендикулярно магнитным линиям в равномерном магнитном поле, действует сила в 1 Н (ньютон), то магнитная индукция такого поля равна 1 Тл (тесла).

Магнитная индукция является векторной величиной, ее направление совпадает с направлением магнитных линий, причем в каждой точке поля вектор магнитной индукции направлен по касательной к магнитной линии.

Сила F, действующая на проводник с током в магнитном поле, пропорциональна магнитной индукции В, току в проводнике I и длине проводника l, т. е.
F=BIl.

Эта формула верна лишь в том случае, когда проводник с током расположен перпендикулярно магнитным линиям равномерного магнитного поля.
Если проводник с током находится в магнитном поле под каким-либо углом а по отношению к магнитным линиям, то сила равна:
F=BIl sin a.
Если проводник расположить вдоль магнитных линий, то сила F станет равной нулю, так как

а=0.
(Подробно и доходчиво в видеокурсе «В мир электричества — как в первый раз!»)

1.

4. Сила Лоренца. Правило левой руки для определения направления силы Лоренца

Силу, действующую на движущуюся заряженную частицу со стороны магнитного поля, называют силой Лоренца. Опытным путём установлено, что сила, действующая в магнитном поле на заряд , перпендикулярна векторами, а ее модуль определяется формулой:

,

где – угол между векторами и.

Направление силы Лоренца определяется правилом левой руки (рис. 6):

если вытянутые пальцы расположить по направлению скорости положительного заряда, а силовые линии магнитного поля будут входить в ладонь, то отогнутый большой палец укажет направление силы , действующей на заряд со стороны магнитного поля.

Для отрицательного заряда направление следует изменить на противоположное.

Рис. 6. Правило левой руки для определения направления силы Лоренца.

1.5. Сила Ампера. Правило левой руки для определения направления силы Ампера

Экспериментально установлено, что на проводник с током, находящийся в магнитном поле, действует сила, получившая название силы Ампера (см. п. 1.3.). Направление силы Ампера (рис. 4) определяется

правилом левой руки (см. п. 1.3).

Модуль силы Ампера вычисляется по формуле

_,

где – сила тока в проводнике,- индукция магнитного поля,- длина проводника,- угол между направлением тока и вектором.

1.6. Магнитный поток

Магнитным потоком сквозь замкнутый контур называется скалярная физическая величина, равная произведению модуля вектора на площадьконтура и на косинус угламежду вектором и нормалью к контуру (рис. 7):

Рис. 7. К понятию магнитного потока

Магнитный поток наглядно можно истолковать как величину, пропорциональную числу линий магнитной индукции, пронизывающих поверхность площадью .

Единицей магнитного потока является вебер .

Магнитный поток в 1 Вб создается однородным магнитным полем с индукцией 1 Тл через поверхность площадью 1 м², расположенную перпендикулярно вектору магнитной индукции:

1 Вб =1 Тл·м².

2. Электромагнитная индукция

2.1. Явление электромагнитной индукции

В 1831г. Фарадей обнаружил физическое явление, получившее название

явления электромагнитной индукции (ЭМИ), заключающееся в том, что при изменении магнитного потока, пронизывающего контур, в нем возникает электрический ток. Полученный Фарадеем ток называется индукционным.

Индукционный ток можно получить, например, если постоянный магнит вдвигать внутрь катушки, к которой присоединен гальванометр (рис. 8, а). Если магнит вынимать из катушки, возникает ток противоположного направления (рис. 8, б).

Индукционный ток возникает и в том случае, когда магнит неподвижен, а движется катушка (вверх или вниз), т.е. важна лишь относительность движения.

Но не при всяком движении возникает индукционный ток. При вращении магнита вокруг его вертикальной оси тока нет, т.к. в этом случае магнитный поток сквозь катушку не изменяется (рис. 8, в), в то время как в предыдущих опытах магнитный поток меняется: в первом опыте он растет, а во втором – уменьшается (рис. 8, а, б).

Направление индукционного тока подчиняется правилу Ленца:

возникающий в замкнутом контуре индукционный ток всегда направлен так, чтобы создаваемое им магнитное поле противодействовало причине, его вызывающей.

Индукционный ток препятствует внешнему потоку при его увеличении и поддерживает внешний поток при его убывании.

Рис. 8. Явление электромагнитной индукции

Ниже на левом рисунке (рис. 9) индукция внешнего магнитного поля , направленного «от нас» (+) растет (>0), на правом – убывает (<0). Видно, чтоиндукционный ток направлен так, что его собственное магнитное поле препятствует изменению внешнего магнитного потока, вызвавшего этот ток.

Рис. 9. К определению направления индукционного тока

Правило левой руки для протона. Правило буравчика, правой и левой руки

В физике и электротехнике широко используются различные приемы и способы, позволяющие определить одну из характеристик магнитного поля — направленность напряженности. С этой целью используется закон буравчика, правой и левой руки. Данные способы позволяют получить довольно точные результаты.

Правило буравчика и правой руки

Закон буравчика используется для определения направленности напряженности магнитного поля. Оно работает при условии прямолинейного расположения магнитного поля, относительно проводника с током.

Это правило заключается в совпадении направленности магнитного поля с направленностью рукоятки буравчика, при условии вкручивания буравчика с правой нарезкой в направлении электрического тока. Данное правило применяется и для соленоидов. В этом случае, большой палец, оттопыренный на правой руке, указывает направление линий . При этом, соленоид обхватывается так, что пальцы указывают направление тока в его витках. Обязательным условием является превышение длиной катушки ее диаметра.

Правило правой руки противоположно правилу буравчика. При обхватывании исследуемого элемента, пальцы в сжатом кулаке указывают направление магнитных линий. При этом, учитывается поступательное движение по направлению магнитных линий. Большой палец, который отогнут на 90 градусов по отношению к ладони, указывает направление .

При движущемся проводнике, силовые линии перпендикулярно входят в ладонь. Большой палец руки вытянут перпендикулярно, и указывает направление движения проводника. Оставшиеся четыре оттопыренных пальца, расположены в направлении индукционного тока.

Правило левой руки

Среди таких способов, как правило буравчика, правой и левой руки, следует отметить правило левой руки. Для того, чтобы это правило работало, необходимо расположить левую ладонь таким образом, чтобы направление четырех пальцев было в сторону электрического тока в проводнике. Индукционные линии входят в ладонь перпендикулярно под углом 900. Большой палец отогнут, и указывает направление силы, действующей на проводник. Обычно, этот закон применяется, когда нужно определить направление отклонения проводника. В данной ситуации проводник располагается между двумя магнитами и по нему пропущен электрический ток.

Правило левой руки формулируется еще и таким образом, что четыре пальца на левой руке располагаются в направлении, куда движутся положительные или отрицательные частицы электрического тока. Индукционные линии, как и в других случаях, должны перпендикулярно располагаться относительно ладони и входить в нее. Большой оттопыренный палец указывает на направление силы Ампера или Лоренца.

Магнитное поле действует на проводник с током. Силу, которая возникает при этом, называют силой Ампера .

Сила Ампера действует на про-водник с током в магнитном поле.

Исследуем, от чего зависит модуль и направление данной силы. С этой целью используем установку, в которой прямо-линейный проводник подвешен на тонких проволочках в магнитном поле постоянного магнита (рис. 6.16). Гибкие проволочки, присоединенные к концам проводника, по-зволяют включать его в электрическую цепь, сила тока в которой регулируется с помощью реостата и измеряется ампермет-ром.

Легкая, но жесткая тяга соединяет про-водник с чувствительным измерителем силы.

Замкнув электрическую цепь, в которую входит исследуемый проводник, увидим, что он отклонится от положения равно-весия, а измеритель покажет определенное значение силы. Увеличим силу тока в про-воднике в 2 раза и увидим, что сила, дейст-вующая на проводник, также увеличится в 2 раза. Любые другие изменения силы тока в проводнике вызовут соответствующие изме-нения силы, которая действует на провод-ник. Сопоставление полученных результатов позволяет сделать вывод, что сила F, дейст-вующая в магнитном поле на проводник с током, пропорциональна силе тока I в нем:

Сила Ампера пропорциональна силе тока в проводнике.

Расположим еще один магнит рядом с первым. Длина той части проводника, которая находится в магнитном поле, уве-личится приблизительно в 2 раза. Значение силы, действующей на проводник, также увеличится приблизительно в два раза. Та-ким образом, сила F, действующая на про-водник с током в магнитном поле, про-порциональна длине части проводника Δ l , которая находится в магнитном поле:

F ~ Δ l.

Сила Ампера пропорциональна длине активной части провод-ника.

Сила увеличится также тогда, когда при-меним другой, более «сильный» магнит с большей магнитной индукцией. Это позво-ляет сделать вывод о зависимости силы F от магнитной индукции поля B:

F ~ B. Материал с сайта

Максимальной сила будет тогда, когда между магнитной индукцией и проводни-ком угол α = 90°. Если же этот угол равен нулю, то есть магнитная индукция будет па-раллельной проводнику, то сила будет равна нулю. Отсюда нетрудно сделать вывод о за-висимости силы Ампера от угла между маг-нитной индукцией и проводником.

Окончательно формула для расчета силы Ампера будет иметь вид

F А = BI Δ l . sin α .

Направление силы Ампера определяется по правилу левой руки (рис. 6.17).

Правило левой руки. Если левую руку разместить так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, а четыре пальца показывали направление тока, то отставленный большой палец пока-жет направление силы, действующей на про-водник с током в магнитном поле.

Сила Лоренца Сила Лоренца Модуль силы Лоренца. Модуль силы Лоренца. Направление силы Лоренца Направление силы Лоренца Правило левой руки Правило левой руки Плоские траектории движения заряженных частиц в однородном магнитном поле Плоские траектории движения заряженных частиц в однородном магнитном поле Вопросы по теме. Вопросы по теме. Сила Лоренца Сила Лоренца Модуль силы Лоренца. Модуль силы Лоренца. Направление силы Лоренца Направление силы Лоренца Правило левой руки Правило левой руки Плоские траектории движения заряженных частиц в однородном магнитном поле Плоские траектории движения заряженных частиц в однородном магнитном поле Вопросы по теме. Вопросы по теме.

Сила Лоренца — сила, действующая на движущуюся заряженную частицу со стороны магнитного поля. Х.Лоренц ()–голландский физик, основатель электронной теории строения вещества.

Если кисть левой руки расположить так, что четыре вытянутых пальца указывают направление скорости положительного заряда, а вектор магнитной индукции входит в ладонь, то отогнутый на 90 градусов большой палец покажет направление силы действующей на данный заряд.

Плоские траектории движения заряженных частиц в однородном магнитном поле Заряженная частица влетающая в однородное магнитное поле параллельно линиям магнитной индукции, движется равномерно вдоль этих линий. Вращение отрицательного заряда по окружности происходит в направлении противоположенном вращению положительного заряда (рис.в)

1. Каким образом, зная силу Ампера, можно найти силу Лоренца? 2. Дайте определение силе Лоренца. Чему равен её модуль? 3. Как определяется направление силы Лоренца с помощью правила левой руки? 4. Почему заряженная частица, влетающая в однородное магнитное поле в плоскости, перпендикулярно линиями магнитной индукции, движется по окружности? В каком случае частица движется в магнитном поле прямолинейно? 5. Докажите, что период обращения по окружности заряженной частицы в поперечном магнитном поле не зависит от её скорости.

Магнитная сила Лоренца. Формула. Электрон. Индукция магнитного поля.

Правило руки буравчика

Как уже было сказано ранее, магнитное поле действует на движущийся заряд. В ряде экспериментов было показано, что при влёте в магнитное поле заряженной частицы, её траектория искривляется (т.е. отклоняется от прямой). Вследствие знания второго закона Ньютона и наличия центростремительного ускорения (т.к. тело движется по кривой), такое движение объясняется наличием силы — силы Лоренца.

Значение модуля этой силы:

(1)

Рис. 1. Сила Лоренца

Направление силы Лоренца — перпендикуляр к касательной траектории (т.е. перпендикуляр к скорости в данный момент). Однако в плоскости рисунка возможны два направления для перпендикуляра. Какое из них выбрать — вопрос заряда и правила левой руки. Пусть положительный заряд

влетает в магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции () со скоростью . Поле направлено перпендикулярно поверхности «на нас». Тогда, согласно правилу левой руки, сила Лоренца направлена как показано на рисунке 1. Дальнейшее движение заряда, в нашем случае, — движение по окружности.

В случае, если движущийся заряд будет отрицательным, направление силы изменяется на противоположное.

Правило левой руки для силы Лоренца: ориентируем руку так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь. Четыре пальца руки сонаправляем с вектором скорости частицы, тогда противопоставленный большой палец указывает на направление силы Лоренца для положительно заряженной частицы. Направление силы Лоренца для отрицательно заряженной частицы противоположно.

Задачи на силу Лоренца можно условно разделить на два типа:

• направление скорости перпендикулярна линиям магнитной индукции (тогда задача сводится к записи второго закона Ньютона и плану решения задач по динамике) и фактически рисунка 1,
• направление скорости составляет угол  с линиями магнитной индукции. Тогда заряженное тело будет двигаться по спирали (рис. 2).

Рис. 2. Сила Лоренца (Спираль)

Для решения второго типа задач рассматривается логика движения тела, брошенного под углом к горизонту. Т.е. мысленно разделяем движение на две оси (вдоль и перпендикулярно полю) и анализируем движение: одно — движение по окружности, второе — прямолинейное.

Вывод: задачи на силу Лоренца (1) практически идентичны друг другу. Обычно решаются через второй закон Ньютона и определение центростремительного ускорения. Надо чётко различать задачи, в которых частица движется в магнитном поле перпендикулярно линиям магнитной индукции (тогда тело движется по окружности) или влетает в поле под углом к линиям магнитной индукции (тогда частица движется по винтовой траектории).

Поделиться ссылкой:

Левой руки правило — это… Что такое Левой руки правило?

Левой руки правило

        удобное для запоминания правило для определения направления механической силы, которая действует на находящийся в магнитном поле проводник с током. Л. р. п. можно сформулировать следующим образом: если расположить левую ладонь так, чтобы вытянутые пальцы совпадали с направлением тока, а силовые линии магнитного поля входили в ладонь, то отставленный большой палец укажет направление силы, действующей на проводник. При применении Л. р. п. для определения направления силы, действующей на электрон или отрицательный ион, движущийся в магнитном поле, необходимо учитывать, что направление движения электрона противоположно общепринятому условному направлению электрического тока. Л. р. п. определяет направление действия магнитной части Лоренца силы (См. Лоренца сила).

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

• Левобережная Украина
• Левомицетин

Смотреть что такое «Левой руки правило» в других словарях:

• ЛЕВОЙ РУКИ ПРАВИЛО — определяет направление силы, которая действует на находящийся в магнитном поле проводник с током. Если ладонь левой руки расположить так, чтобы вытянутые пальцы были направлены по току, а силовые линии магнитного поля входили в ладонь, то… …   Большой Энциклопедический словарь

• ЛЕВОЙ РУКИ ПРАВИЛО — для определения направления механич. силы, к рая действует на находящийся в магн. поле проводник с током: если расположить левую ладонь так, чтобы вытянутые пальцы совпадали с направлением тока, а силовые линии магн. поля входили в ладонь, то… …   Физическая энциклопедия

• левой руки правило — определяет направление силы, которая действует на находящийся в магнитном поле проводник с током. Если ладонь левой руки расположить так, чтобы вытянутые пальцы были направлены по току, а силовые линии магнитного поля входили в ладонь, то… …   Энциклопедический словарь

• Левой руки правило — Прямой провод с током. Ток (I), протекая через провод, создаёт магнитное поле (B) вокруг провода. Правило буравчика (также, правило правой руки)  мнемоническое правило для определения направления вектора угловой скорости, характеризующей скорость …   Википедия

• ЛЕВОЙ РУКИ ПРАВИЛО — определяет направление силы, к рая действует на находящийся в магн. поле проводник с током. Если ладонь левой руки расположить так, чтобы вытянутые пальцы были направлены по току, а силовые линии магн. поля входили в ладонь, то отставленный… …   Естествознание. Энциклопедический словарь

• ПРАВИЛО ЛЕВОЙ РУКИ — ПРАВИЛО ЛЕВОЙ РУКИ, см. ПРАВИЛА ФЛЕМИНГА …   Научно-технический энциклопедический словарь

• правило левой руки — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN Fleming s ruleleft hand ruleMaxwell s rule …   Справочник технического переводчика

• Правило левой руки — Прямой провод с током. Ток (I), протекая через провод, создаёт магнитное поле (B) вокруг провода. Правило буравчика (также, правило правой руки)  мнемоническое правило для определения направления вектора угловой скорости, характеризующей скорость …   Википедия

• правило левой руки — kairės rankos taisyklė statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Fleming’s rule; left hand rule vok. Linke Hand Regel, f rus. правило левой руки, n; правило Флеминга, n pranc. règle de la main gauche, f …   Fizikos terminų žodynas

• Правой руки правило — Прямой провод с током. Ток (I), протекая через провод, создаёт магнитное поле (B) вокруг провода. Правило буравчика (также, правило правой руки)  мнемоническое правило для определения направления вектора угловой скорости, характеризующей скорость …   Википедия

Билет 11.Сила Лоренца. Правило левой руки — КиберПедия

 

Сила Лоренца

— сила, действующая со стороны магнитного поля на движущуюся электрически заряженную частицу.

где q — заряд частицы;
V — скорость заряда;
B — индукции магнитного поля;
a — угол между вектором скорости заряда и вектором магнитной индукции.

Направление силы Лоренца определяется по правилу левой руки:

Если поставить левую руку так, чтобы перпендикулярная скорости составляющая вектора индукции входила в ладонь, а четыре пальца были бы расположены по направлению скорости движения положительного заряда (или против направления скорости отрицательного заряда), то отогнутый большой палец укажет направление силы Лоренца

.

Так как сила Лоренца всегда перпендикулярна скорости заряда, то она не совершает работы (т.е. не изменяет величину скорости заряда и его кинетическую энергию).

Если заряженная частица движется параллельно силовым линиям магнитного поля, то Fл = 0 , и заряд в магнитном поле движется равномерно и прямолинейно.

Если заряженная частица движется перпендикулярно силовым линиям магнитного поля, то сила Лоренца является центростремительной

и создает центростремительное ускорение равное

В этом случае частица движется по окружности.

.

Согласно второму закону Ньютона: сила Лоренца равнв произведению массы частицы на центростремительное ускорение

тогда радиус окружности

а период обращения заряда в магнитном поле

Так как электрический ток представляет собой упорядоченное движение зарядов, то действие магнитного поля на проводник с током есть результат его действия на отдельные движущиеся заряды.

 

Билет 12.ЭДС индукции в движущихся проводниках.

Прямолинейный проводник АВ движется в магнитном поле с индукцией В по проводящим шинам, которые замкнуты на гальванометр.

 

На электрические заряды, перемещающиеся вместе с проводником в магнитном поле, действует
сила Лоренца:

Fл = /q/vB sin a

 

q – заряд (Кл)

V – скорость (м/с)

B – магнитная индукция (Тл)

Её направление можно определить по правилу левой руки.

Под действием силы Лоренца внутри проводника происходит распределение положительных и отрицательных зарядов вдоль всей длины проводника l.
Сила Лоренца является в данном случае сторонней силой, и в проводнике возникает ЭДС индукции, а на концах проводника АВ возникает разность потенциалов.

Причина возникновения ЭДС индукции в движущемся проводнике объясняется действием силы Лоренца на свободные заряды.

ЗАДАНИЕ.

1. При каком направлении движения контура в магнитном поле в контуре будет возникать индукционный ток?

2. Укажите направление индукционного тока в контуре при введении его в однородное магнитное поле.

3. Как изменится магнитный поток в рамке, если рамку повернуть на 90 градусов из положения 1 в положение 2 ?

4. Будет ли возникать индукционный ток в проводниках, если они движутся так, как показано на рисунке?

5. Определить направление индукционного тока в проводнике АБ, движущемся в однородном магнитном поле.

6. Указать правильное направление индукционного тока в контурах.

 

 

определение, формула, правило левой руки

Определение силы Лоренца

Немного истории

Формула силы Лоренца

Правило левой руки

Применение силы Лоренца

Рекомендованная литература и полезные ссылки

Сила Лоренса, видео

Определение силы Лоренца

Сила Лоренца представляет собой комбинацию магнитной и электрической силы на точечном заряде, который вызван электромагнитными полями. Или другими словами, сила Лоренца – это сила, действующая на всякую заряженную частицу, которая падает в магнитном поле с определенной скоростью. Ее величина зависит от величины магнитной индукции В, электрического заряда частицы q и скорости, с которой частица падает в поле – V. О том какая формула расчета силы Лоренца, а также ее практическое значение в физике читайте далее.

Немного истории

Первые попытки описать электромагнитную силу были сделаны еще в XVIII веке. Ученые Генри Кавендиш и Тобиас Майер высказали предположение, что сила на магнитных полюсах и электрически заряженных объектах подчиняется закону обратных квадратов. Однако экспериментальное доказательство этого факта не было полным и убедительным. Только в 1784 году Шарль Августин де Кулон при помощи своего торсионного баланса смог окончательно доказать это предположение.

В 1820 году физиком Эрстедом был открыт факт, что на магнитную стрелку компаса действует ток вольта, а Андре-Мари Ампер в этом же году смог разработать формулу угловой зависимости между двумя токовыми элементами. По сути, эти открытия стали фундаментом современной концепции электрических и магнитных полей. Сама же концепция получила свое дальнейшее развитие в теориях Майкла Фарадея, особенно в его представлении о силовых линиях. Лорд Кельвин и Джеймс Максвелл дополнили теории Фарадея подробным математическим описанием. В частности Максвеллом было создано так званное, «уравнение поля Максвелла» – представляющее собой систему дифференциальных и интегральных уравнений, описывающих электромагнитное поле и его связь с электрическими зарядами и токами в вакууме и сплошных средах.

Джей Джей Томпсон был первым физиком, кто попытался вывести из уравнения поля Максвелла электромагнитную силу, которые действует на движущийся заряженный объект. В 1881 году он опубликовал свою формулу F = q/2 v x B. Но из-за некоторых просчетов и неполного описания тока смещения она оказалась не совсем правильной.

И вот, наконец, в 1895 году голландский ученый Хендрик Лоренц вывел правильную формулу, которая используется и поныне, а также носит его имя, как и та сила, что действует на летящую частицу в магнитном поле, отныне называется «силой Лоренца».

Хендрик Лоренц.

Формула силы Лоренца

Формула для расчета силы Лоренца выглядит следующим образом:

Где q – электрический заряд частицы, V – ее скорость, а B – величина магнитной индукции магнитного поля.

При этом поле B выступает в качестве силы, перпендикулярной к направлению вектора скорости V нагрузок и направлению вектора B. Это можно проиллюстрировать на диаграмме:

Правило левой руки

Правило левой руки позволяет физикам определять направление и возврат вектора магнитной (электродинамической) энергии. Представьте себе, что наша левая рука расположена таким образом, что линии магнитного поля направлены перпендикулярно внутренней поверхности руки (так, что они проникают внутрь руки), а все пальцы за исключением большого указывают на направление протекания положительного тока, отклоненный большой палец указывает на направление электродинамической силы, действующий на положительный заряд, помещенный в это поле.

Вот так это будет выглядеть схематически.

Есть также и второй способ определения направления электромагнитной силы. Он заключается в расположении большого, указательного и среднего пальцев под прямым углом. В этом случае указательный палец будет показывать направление линий магнитного поля, средний – направление движение тока и большой – направление электродинамической силы.

Применение силы Лоренца

Сила Лоренца и ее расчеты имеет свое практическое применение при создании как специальных научных приборов – масс-спектрометров, служащих для идентификации атомов и молекул, так и создании многих других устройств самого разнообразного применения. Среди устройств есть и электродвигатели, и громкоговорители, и рельсовые пистолеты.

Также способность силы Лоренса связывать механическое смещение с электрическим током представляет большой интерес для медицинской акустики.

Рекомендованная литература и полезные ссылки

• Болотовский Б. М. Оливер Хевисайд. — Москва: Наука, 1985. — С. 43-44. — 260 с.
• Матвеев А. Н. Механика и теория относительности. — 3-е изд. — М. Высшая школа 1976. — С. 132.

Сила Лоренса, видео

Автор: Павел Чайка, главный редактор журнала Познавайка

При написании статьи старался сделать ее максимально интересной, полезной и качественной. Буду благодарен за любую обратную связь и конструктивную критику в виде комментариев к статье. Также Ваше пожелание/вопрос/предложение можете написать на мою почту [email protected] или в Фейсбук, с уважением автор.

электромагнетизм — Объясняет ли закон силы Лоренца правило мотора левой руки Флемингса и правило динамо правой руки?

Да, уравнение $ F = qv \ times B $ действительно учитывает направления трех компонентов. Взгляните на это изображение с https://en.wikipedia.org/wiki/Cross_product
Для нашей формулы $ F = qv \ times B $, $ v $ обозначен буквой «a» на диаграмме, а $ B $ — меткой «b» на диаграмме. Допустим, a указывает на восток, b указывает на север, а a $ \ times $ b указывает вверх. Затем вы можете проверить с помощью любого ручного правила, которое захотите, что протон, движущийся на восток через магнитное поле, указывающее на север, будет испытывать восходящую силу.Та же диаграмма работает для электрона (или любого отрицательного заряда в целом). Для электрона мы берем точно такое же перекрестное произведение, но $ q $ будет отрицательным, поэтому, взяв перекрестное произведение, мы умножаем вектор на -1. Если вы умножите вектор, указывающий вверх, на -1, вектор будет указывать в противоположном направлении (вниз). Это можно увидеть по фиолетовой стрелке, указывающей вниз на диаграмме. Вы можете убедиться сами, что электрон, направляющийся на восток в магнитном поле, направленном на север, будет испытывать нисходящую силу.

Однако, если вы используете это, чтобы помочь себе запомнить, это может не помочь, поскольку нет очевидной причины, почему кросс-произведение создает вектор в этом направлении. Фактически, у перекрестного произведения есть собственное правило, объясняющее, в какую сторону указывает вектор результата.

Лично я нахожу обычные правила для рук довольно запутанными, потому что я никогда не могу вспомнить, какая сила действует на какой палец и т. Д. Мой учитель физики в старшей школе научил меня трюку, который я люблю использовать. Первая часть — решить, что правая рука положительна, а левая — отрицательна.Это легко запомнить, потому что большинство людей предпочитают правую руку (положительный опыт), а не левую (негативный опыт). Вторая часть — представить, что вы толкаете дверь ладонью ладони на двери.

Как на этом изображении

Теперь эти три компонента легко запомнить следующим образом. Очевидно, что сила направлена ​​в направлении силы, которую вы прикладываете. Магнитные поля всегда представлены несколькими линиями, поэтому направление магнитного поля определяется вашими четырьмя пальцами.Наконец, последний из них (скорость) отображается большим пальцем.

Если вы повернете руку ладонью вверх, вы увидите, что она соответствует первому изображению. Тогда вы можете использовать левую руку для электрона.

Что касается «правила двигателя» и «правила динамо», я полагаю, вы имеете в виду силу, которую испытывает провод, по которому проходит ток, в магнитном поле, и ток, индуцируемый в проводе, когда он перемещается через магнитное поле. И то, и другое можно найти с помощью силы Лоренца, думая о том, что происходит с одним электроном, а затем понимая, что все электроны испытывают силу в одном направлении, поэтому вы можете просто сложить ее.

Симметрия

. Почему в электромагнетизме природа предпочитает правило правой руки правилу левой руки?

Классический электромагнетизм совершенно инвариантен к четности; он по своей сути не левша или правша. Это правда, что вам нужно использовать правило правой руки, чтобы найти магнитное поле, но вам нужно использовать его снова , , чтобы найти магнитную силу. Поскольку вы всегда используете его дважды, чтобы получить любую непосредственно наблюдаемую величину, знак минус, который вы выбрали бы при использовании правила левой руки, отменяется.

Если сформулировать все в терминах сил, то электростатика и магнитостатика сводятся к тому, что (1) одинаковые заряды отталкиваются и (2) притягиваются параллельные токи. Это явно не зависит от каких-либо соглашений о ручке. (Кстати, относительный знак здесь происходит от относительного знака между временем и пространством в теории относительности.)

---

Здесь скрывается более глубокая математика. Напомним, что векторное произведение двух векторов определяется как вектор, указывающий перпендикулярно параллелограмму, образованному двумя векторами, с той же длиной, что и площадь параллелограмма.В трех измерениях есть два направления, перпендикулярных каждому параллелограмму, поэтому нам нужно правило правой руки, чтобы выбрать одно. В более высоких измерениях это определение вообще не работает, потому что существует бесконечно много направлений, перпендикулярных каждой плоскости.

Следовательно, магнитное поле в общих размерах нельзя рассматривать как вектор . Вместо этого лучше просто сказать, что — это , сам параллелограмм — это плоскость и площадь в каждой точке, а не направление и длина, как вектор.Магнитная сила просто заставляет частицы вращаться в плоскости поля. Текущий $ \ mathbf {J} $ в начале координат создает магнитное поле в $ \ mathbf {r} $ в плоскости, охватываемой $ \ mathbf {r} $ и $ \ mathbf {J} $.

Формально эти элементы площади называются дифференциальными формами ранга $ 2 $. Они слишком сложны для начального курса, поэтому вместо этого мы используем правило правой руки для преобразования площади в вектор, вводя произвольный выбор. Но всю физику можно записать явно симметричным образом, потому что явления действительно симметричны.

электромагнетизм — правило правой и левой руки Флеминга

Очень жаль, что физика магнетизма обременена несколькими разными * правилами рук, и что они используют разные руки. Разберем их:

Флеминг

левый — линейка

дает вам направление силы, действующей на ток, если вы знаете магнитное поле.

^{Источник изображения}

Это правило применяется к двигателям , т.е.е. устройства, которые используют токи в магнитном поле для создания движения. Это основано на силе Лоренца, $$ \ mathbf F = q \ mathbf v \ times \ mathbf B, $$ в котором ток идет со скоростью заряда, а индуцированное движение идет вдоль направления силы. Вот почему это правило совпадает с правилом левой руки, используемым в перекрестных произведениях в целом.

---

Флеминг

правая -линейка

гораздо реже используется в физике (хотя я не могу говорить о том, как работают инженеры).Это относится к генераторам , то есть устройствам, которые используют движение в магнитном поле для генерации токов. Это опять же основано на перекрестном произведении силы Лоренца, за исключением того, что теперь скорость заряда определяется движением объекта, а сила вдоль провода — это то, что устанавливает ток. Это означает, что вы поменяли местами средний палец на большой в соответствии с правилом левой руки Флеминга, что вы можете сделать, сохраняя (расплывчатые) назначения на «движение» и «текущую» и меняя руки.

^{Источник изображения}

Мне очень не нравится это соглашение, и я бы посоветовал вам забыть о нем все, кроме того факта, что он существует и его следует избегать. В любой ситуации, когда вам это нужно, вы можете просто использовать силу Лоренца, чтобы выяснить, в каком направлении пойдет ток.

---

Правый

Ампера — линейка

совсем другое дело, и он дает вам магнитное поле, создаваемое прямым проводом.

^{Источник изображения}

Это основано на законе Био-Савара, который дает магнитное поле в позиции $ \ mathbf r $, создаваемое бесконечно малым элементом тока $ I $, и направленной длиной $ \ mathrm d \ mathbf l $ в позиции $ \ mathbf r ‘$, как $$ \ mathbf B (\ mathbf r) = \ frac {\ mu_0} {4 \ pi} \ frac {I \ mathrm d \ mathbf l \ times (\ mathbf r- \ mathbf r ‘)} {| \ mathbf r- \ mathbf r ‘| ^ 3} $$ Опять же, это перекрестное произведение, которое определяет направление поля, и вы должны сами убедиться, что оно работает, как показано на рисунке.

---

Как видите, правила совсем другие. Поэтому крайне важно, чтобы, если вы хотите использовать их в качестве мнемоники, вы правильно усвоили, какой из них применяется, и что вы применяете их правильно. (Нет смысла учить, какой рукой использовать, если вы, например, поменяете местами указательный и средний пальцы.)

Однако самое важное, что нужно усвоить, — это закон силы Лоренца, который основан на правиле левой руки и руки (заряд-время-ток на среднем пальце, поле на указательном, сила на большом пальце), обозначенное перекрестное произведение.Это, по сути, безотказно, если вы применяете его правильно, и меньше подвержено путанице с другими правилами.

электромагнетизм — Объясняет ли закон силы Лоренца правило мотора левой руки Флемингса и правило динамо правой руки?

Да, уравнение $ F = qv \ times B $ действительно учитывает направления трех компонентов. Взгляните на это изображение с https://en.wikipedia.org/wiki/Cross_product
Для нашей формулы $ F = qv \ times B $, $ v $ обозначен буквой «a» на диаграмме, а $ B $ — меткой «b» на диаграмме. Допустим, a указывает на восток, b указывает на север, а a $ \ times $ b указывает вверх. Затем вы можете проверить с помощью любого ручного правила, которое захотите, что протон, движущийся на восток через магнитное поле, указывающее на север, будет испытывать восходящую силу. Та же диаграмма работает для электрона (или любого отрицательного заряда в целом). Для электрона мы берем точно такое же перекрестное произведение, но $ q $ будет отрицательным, поэтому, взяв перекрестное произведение, мы умножаем вектор на -1. Если вы умножите вектор, указывающий вверх, на -1, вектор будет указывать в противоположном направлении (вниз).Это можно увидеть по фиолетовой стрелке, указывающей вниз на диаграмме. Вы можете убедиться сами, что электрон, направляющийся на восток в магнитном поле, направленном на север, будет испытывать нисходящую силу.

Однако, если вы используете это, чтобы помочь себе запомнить, это может не помочь, поскольку нет очевидной причины, почему кросс-произведение создает вектор в этом направлении. Фактически, у перекрестного произведения есть собственное правило, объясняющее, в какую сторону указывает вектор результата.

Лично я нахожу обычные правила для рук довольно запутанными, потому что я никогда не могу вспомнить, какая сила действует на какой палец и т. Д.Мой учитель физики в старшей школе научил меня трюку, который я люблю использовать. Первая часть — решить, что правая рука положительна, а левая — отрицательна. Это легко запомнить, потому что большинство людей предпочитают правую руку (положительный опыт), а не левую (негативный опыт). Вторая часть — представить, что вы толкаете дверь ладонью ладони на двери.

Как на этом изображении

Теперь эти три компонента легко запомнить следующим образом.Очевидно, что сила направлена ​​в направлении силы, которую вы прикладываете. Магнитные поля всегда представлены несколькими линиями, поэтому направление магнитного поля определяется вашими четырьмя пальцами. Наконец, последний из них (скорость) отображается большим пальцем.

Если вы повернете руку ладонью вверх, вы увидите, что она соответствует первому изображению. Тогда вы можете использовать левую руку для электрона.

Что касается «правила двигателя» и «правила динамо», я полагаю, вы имеете в виду силу, которую испытывает провод, по которому проходит ток, в магнитном поле, и ток, индуцируемый в проводе, когда он перемещается через магнитное поле.И то, и другое можно найти с помощью силы Лоренца, думая о том, что происходит с одним электроном, а затем понимая, что все электроны испытывают силу в одном направлении, поэтому вы можете просто сложить ее.

Магнитная сила на движущемся электрическом заряде

Величина магнитной силы

Магнитная сила, действующая на заряженную частицу q, движущуюся в магнитном поле B со скоростью v (под углом θ к B), равна [latex] \ text {F} = \ text {qvBsin} (\ theta) [/ latex].

Цели обучения

Основные выводы

Ключевые моменты

• Магнитные поля действуют на движущиеся заряженные частицы.
• Направление магнитной силы [латекс] \ text {F} [/ latex] перпендикулярно плоскости, образованной [латексом] \ text {v} [/ latex] и [латексом] \ text {B} [ / латекс], как определено правилом правой руки.
• Единица СИ для величины напряженности магнитного поля называется тесла (Тл), что эквивалентно одному Ньютону на амперметр.Иногда вместо этого используется меньшая единица измерения гаусс (10 ^-4 т).
• Когда выражение для магнитной силы комбинируется с выражением для электрической силы, комбинированное выражение известно как сила Лоренца.

Ключевые термины

• Кулоновская сила : электростатическая сила между двумя зарядами, как описано законом Кулона
• магнитное поле : Состояние в пространстве вокруг магнита или электрического тока, в котором существует обнаруживаемая магнитная сила и где присутствуют два магнитных полюса.
• тесла : В Международной системе единиц — производная единица плотности магнитного потока или магнитной индукции. Символ: T

Величина магнитной силы

Как один магнит притягивает другой? Ответ основан на том факте, что весь магнетизм основан на токе, потоке заряда. Магнитные поля действуют на движущиеся заряды , и поэтому они действуют на другие магниты, у всех из которых есть движущиеся заряды.

Магнитная сила, действующая на движущийся заряд, — одна из самых фундаментальных известных.Магнитная сила так же важна, как электростатическая или кулоновская сила. И все же магнитная сила более сложна как по количеству влияющих на нее факторов, так и по ее направлению, чем относительно простая кулоновская сила. Величина магнитной силы [латекс] \ text {F} [/ latex] на заряд [латекс] \ text {q} [/ latex], движущийся со скоростью [латекс] \ text {v} [/ latex] в напряженность магнитного поля [латекс] \ text {B} [/ latex] определяется выражением:

[латекс] \ text {F} = \ text {qvBsin} (\ theta) [/ latex]

, где θ — угол между направлениями [латекс] \ text {v} [/ latex] и [latex] \ text {B} [/ latex]. Эта формула используется для определения магнитной силы [латекс] \ text {B} [/ latex] в терминах силы, действующей на заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле. Единица СИ для величины напряженности магнитного поля называется тесла (Тл) в честь гениального и эксцентричного изобретателя Николы Тесла (1856–1943), внесшего большой вклад в наше понимание магнитных полей и их практического применения. Чтобы определить, как тесла соотносится с другими единицами СИ, мы решаем [latex] \ text {F} = \ text {qvBsin} (\ theta) [/ latex] для [latex] \ text {B} [/ latex] :

[латекс] \ text {B} = \ frac {\ text {F}} {\ text {qvsin} (\ theta)} [/ latex]

Поскольку sin θ безразмерен, тесла составляет

[латекс] 1 \ text {T} = \ frac {1 \ text {N}} {\ text {C} * \ text {m} / \ text {s}} = \ frac {1 \ text {N} } {\ text {A} * \ text {m}} [/ latex]

Иногда используется еще одна меньшая единица измерения, называемая гауссом (G), где 1 G = 10 ⁻⁴ T. Самые сильные постоянные магниты имеют поля около 2 Тл; сверхпроводящие электромагниты могут достигать 10 Тл или более. Магнитное поле Земли на ее поверхности составляет всего около 5 × 10 ⁻⁵ Тл, или 0,5 Гс.

Направление магнитной силы [латекс] \ text {F} [/ latex] перпендикулярно плоскости, образованной [латексом] \ text {v} [/ latex] и [латексом] \ text {B} [ / латекс], как определено правилом правой руки, которое проиллюстрировано на рисунке 1. В нем говорится, что для определения направления магнитной силы на положительный движущийся заряд вы указываете большим пальцем правой руки в направлении [латекса ] \ text {v} [/ latex], пальцы в направлении [latex] \ text {B} [/ latex], а перпендикуляр к ладони указывает в направлении [latex] \ text {F} [ /латекс].Один из способов запомнить это — это одна скорость, и поэтому большой палец представляет ее. Есть много линий поля, поэтому пальцы представляют их. Сила направлена ​​в том направлении, в котором вы толкаете ладонью. Сила, действующая на отрицательный заряд, прямо противоположна силе, действующей на положительный заряд.

Правило правой руки : Магнитные поля действуют на движущиеся заряды. Эта сила — одна из самых основных известных. Направление магнитной силы на движущийся заряд перпендикулярно плоскости, образованной v и B, и соответствует правилу правой руки –1 (RHR-1), как показано.Величина силы пропорциональна q, v, B и синусу угла между v и B.

Направление магнитной силы: Правило правой руки

Правило правой руки используется для определения направления магнитной силы на положительный заряд.

Цели обучения

Примените правило правой руки, чтобы определить направление магнитной силы на заряд

Основные выводы

Ключевые моменты

• При рассмотрении движения заряженной частицы в магнитном поле релевантными векторами являются магнитное поле B, скорость частицы v и магнитная сила, действующая на частицу F. Все эти векторы перпендикулярны друг другу.
• Правило правой руки гласит, что для определения направления магнитной силы на положительный движущийся заряд большой палец правой руки должен указывать в направлении v, пальцы в направлении B, а сила (F) равна направлен перпендикулярно ладони правой руки.
• Направление силы F, действующей на отрицательный заряд, противоположно указанному выше (направлено от тыльной стороны руки).

Ключевые термины

• Правило правой руки : Направление угловой скорости ω и углового момента L, на которое указывает большой палец правой руки, когда вы сгибаете пальцы в направлении вращения.

Направление магнитной силы: правило правой руки

До сих пор мы описали величину магнитной силы, действующей на движущийся электрический заряд, но не направление. Магнитное поле является векторным полем, поэтому приложенная сила будет ориентирована в определенном направлении. Есть умный способ определить это направление, используя не что иное, как вашу правую руку. Направление магнитной силы F перпендикулярно плоскости, образованной v и B , как определено правилом правой руки, которое проиллюстрировано на рисунке выше.Правило правой руки гласит, что: чтобы определить направление магнитной силы на положительный движущийся заряд, ƒ, направьте большой палец правой руки в направлении v , пальцы в направлении B и перпендикулярно ладони указывает в направлении F .

Правило правой руки : Магнитные поля действуют на движущиеся заряды. Эта сила — одна из самых основных известных. Направление магнитной силы на движущийся заряд перпендикулярно плоскости, образованной v и B, и соответствует правилу правой руки –1 (RHR-1), как показано.Величина силы пропорциональна q, v, B и синусу угла между v и B.

Один из способов запомнить это — наличие одной скорости, представленной соответственно большим пальцем. Есть много линий поля, обозначенных пальцами соответственно. Сила направлена ​​в том направлении, в котором вы толкаете ладонью. Сила, действующая на отрицательный заряд, прямо противоположна силе, действующей на положительный заряд. Поскольку сила всегда перпендикулярна вектору скорости, чистое магнитное поле не будет ускорять заряженную частицу в одном направлении, но будет производить круговое или спиральное движение (концепция, более подробно исследуемая в будущих разделах).Важно отметить, что магнитное поле не оказывает силы на статический электрический заряд. Эти два наблюдения согласуются с правилом, что магнитные поля не действуют, работают .

Что такое сила Лоренца? — Новости о хранении энергии, батареях, изменении климата и окружающей среде

Сила Лоренца — это закон физики, в частности, электромагнетизма, который описывает силовое взаимодействие между магнитными полями двух заряженных частиц.Он был назван в честь Хендрика Лоренца, голландского физика 1800-х годов, который проявлял большой интерес к науке об электромагнетизме.

Сила Лоренца лучше всего описывается уравнением

F = q (E + v x B)

, где B — напряженность магнитного поля, E — электрическое поле, q — заряд частицы и v — скорость частицы. В качестве единицы измерения он выражается в «Ньютонах».

Согласно этому уравнению, если частица с зарядом q движется (через другое магнитное поле) со скоростью v в присутствии электрического поля E и магнитного поля B , то она будет испытывать реактивную сила. Эта реактивная сила известна как сила Лоренца .

Уравнение силы Лоренца фактически было получено из знаменитого уравнения Максвелла. Есть варианты этого основного уравнения силы Лоренца.Другие уравнения, которые можно найти в других учебниках, описывают магнитную силу на проводе с током, электродвижущую силу в проволочной петле, движущейся через магнитное поле, и силу, действующую на заряженную частицу, которая может двигаться со скоростью, близкой к скорости света. .

Другой интересный факт, обнаруженный уравнением силы Лоренца, — это направление магнитного поля, движения электронов и самой силы Лоренца. Это широко известно как «Правила рук», которые легко понять на этих фотографиях.

Когда заряд движущейся частицы отрицательный, используется правило левой руки .

Правило левой руки

Когда заряд движущейся частицы положительный, используется правило правой руки .

Правило правой руки

Источник изображений: CK-12 Website

В наших предыдущих двух экспериментах на тему «Как сделать электромагнит?» и «Как магнитное всасывание работает на дверных звонках», мы поняли, как возникает электромагнетизм.Когда электрический ток наводится на провод, атомы начинают становиться движущимися зарядами (положительными или отрицательными в зависимости от протекания тока), которые действуют как маленькие магниты, указывающие в разных направлениях. Реактивная сила (или сила Лоренца) является результатом эффекта намагничивания, когда движущийся заряд приближается к другому магнитному полю. Правила для рук (слева или справа) разъясняют истинное направление магнитного поля, когда движущийся заряд является положительным или отрицательным.

Чтобы получить дополнительную научную информацию о силе Лоренца, посмотрите это видео, демонстрирующее правила рук в очень творческой установке.

магнитное действие электрического тока

Статьи по теме:

Что такое электромагнетизм?

Джеймс Клерк Максвелл (1831 — 1879)

Как сделать электромагнит?

Как работает магнитное всасывание на дверных звонках

Фундаментальные симметрии

Фундаментальные симметрии

Основные симметрии

Стандартные симметрии теории субатомных частиц.Например, тот факт, что три цвета кварков идентичны можно рассматривать как симметрию. Но из всех симметрий заряда спряжение ( C ) и четность ( P ) выделяются своей философской важностью.

Зарядовое сопряжение — это симметрия их являясь идентичной античастицей для каждой частицы. Если протоны существуют, антипротон ожидается, что он будет существовать с точно такой же массой и другими свойствами, только с противоположными квантовые числа.

Четность — это симметрия, отражающая факт что отражение вселенной относительно точки или плоскости должно дать вселенную равных физическая достоверность. Одним из следствий четности является то, что использование правила левой руки вместо Правило правой руки не должно иметь измеримого значения. Когда мы изучали магнитные поля, направление магнитного поля зависело от нашего выбора правостороннего соглашения. Однако магнитные поля проявляются только через силы, ощущаемые заряженными частицы через магнитное поле.Расчет силы также зависел от правило правой руки. Применение двух правил правой руки дало бы тот же результат. как применение правил левой руки. Таким образом, физические явления не были предвзятыми ни в какой путь к правилам для правшей или левшей.

Это был шок когда нарушение четности наблюдалась в 1957 году. В этом эксперименте ядро, которое должно было подвергнуться бета-распаду, было ориентирован своим спином вдоль магнитного поля. Спин и угловой момент также являются векторами направление которого определяется правилом правой руки.Экспериментальный результат, который нарушено сохранение четности, заключалась в том, что электроны от бета-распада улетали больше чаще в направлении магнитного поля, чем в противоположном направлении. Этот результат можно объяснить отсутствием правых нейтрино. Электроны могут вращать один так или иначе, но, по-видимому, нейтрино вращаются только с левой ориентацией относительно направления их скорости. Поскольку левые нейтрино существуют, но нет левосторонние антинейтрино, этот результат также нарушает зарядовое сопряжение.

Симметрии нарушаются не так несправедливо, как это сначала кажется. Если рассмотреть эквивалентный эксперимент с античастицами, то произойдет противоположный результат. Ведь все антинейтрино правы в своем вращении. Таким образом комбинация двух симметрий ( CP ), по-видимому, сохраняется. Эта симметрия утверждает, что для каждой левой частицы существует эквивалентный правосторонняя античастица.

Однако в начале 1960-х годов CP нарушение не наблюдалось.Это явное нарушение симметрии между частицы и античастицы. Это нарушение крайне мало и наблюдается только в исследования нейтральных каонов, мезонов с антистранным и нижним кварком или одного странного и один кварк анти-даун. Пример нарушения: K _L мезон, который, подобно фотону, является собственной античастицей, распадается чаще на (e ⁺ + n + p), чем на 3 соответствующих античастицы. Разница составляет всего лишь десятую долю процента, но это колоссальная разница.