La forza di Lorentz

Più in generale, se α è l'angolo tra filo e campo

F = B i l sen α

Esperimento di Ampere

Il filo percorso da corrente dunque subisce il campo magnetico.

Ma sappiamo dall'esperimento di Oersted che la corrente genera essa stessa un campo magnetico.

Per misurare l'intensità di questo campo magnetico possiamo allora disporre due fili paralleli e misurare le forze che li attraggono o li respingono quando sono percorsi da correnti elettriche.

Scopriamo che la forza è proporzionale alla lunghezza dei fili e al prodotto delle correnti ed è inversamente proporzionale alla distanza tra i due fili:

forza di Ampere.

Dal confronto con l'esperimento di faraday,

Forza di Lorentz

Quasi un secolo dopo gli esperimenti descritti sopra, il fisico olandese Lorentz propose una legge microscopica per descrivere l'azione di un campo magnetico su una singola carica elettrica in moto.

La corrente elettrica è per definizione la quantità di carica che attraversa una sezione di filo per intervallo di tempo. Se mediamente i portatori di carica si muovono a velocità v, la corrente elettrica sarà

i = v Q/l,

dove Q è la carica totale contenuta nel filo (che schematizziamo come un cilindro) divisa per la lunghezza del filo.

Sostituendo nella formula dell'esperimento di Faraday,

F = B i l sen α = Q v B sen α

Ma se questo è il contributo di tutta la carica presente nel filo, il contributo di una singola carica q sarà

F = q v B sen α