lorenzkraft ist eine elektromagnetische Kraft die ein geladenes Teilchen in einem elektrischen und magnetischen Feld erfährt wenn das elektrische Feld 0 ist und das nehmen wir hier auch an dann ist die lorenzkraft eine rein magnetische Kraft die auf eine Ladung wirkt wenn sie sich durch ein Magnetfeld bewegt die Ursache der lorenskraft ist eine bewegte Ladung im Magnetfeld keine bewegte Ladung oder kein Magnetfeld dann gibt es auch keine lorenskraft nehmen wir einen negativ geladenes Elektron und schicken es von links nach rechts durch ein möglichst einfaches also ein homogenes Magnetfeld das Magnetfeld zeigt hier aus dem Bildschirm heraus die Lorentzkraft zeigt in diesem Fall nach oben und das bewegte Elektronen wird daher nach oben abgelenkt bewegt sich das Elektronen dagegen von rechts nach links im Magnetfeld dann wird es nach unten abgelenkt was passiert wenn wir die magnetfeldrichtung um 180 Grad ändern wenn jetzt das Elektronen von links nach rechts durch dieses Magnetfeld wandert wird es nicht mehr nach oben sondern nach unten abgelenkt doch das ist nicht alles lass uns als erstes lernen wie wir bestimmen können in welche Richtung das Elektronen abgelenkt wird dazu benutzen wir die sogenannte drei fingerriegel der linken Hand der Daumen zeigt in Richtung der Bewegung also nach rechts der Zeigefinger zeigt in Richtung des Magnetfelds also in den Bildschirm hinein und der Mittelfinger zeigt in diesem Fall nach unten und gibt die Richtung der lorenzkraft an das Elektronen wird nach unten abgelenkt wenn das Elektronen dagegen von rechts nach links wandert dann ändert sich er die Bewegungsrichtung der Daumen zeigt jetzt nach links der Zeigefinger zeigt weiterhin in die Ebene hinein und dem Mittelfinger zeigt jetzt nach oben lorenzkraft lenkt das Elektron also nach oben ab was ist wenn statt dem Elektron ein positiv geladenes Teilchen wie zum Beispiel ein Brot und von links nach rechts wandert wenn sich ein positiv geladenes Teilchen durch das Magnetfeld bewegt dann benutzen wir die drei fingerregel der rechten Hand ansonsten bleibt die Anwendung der grafing-regel gleich Daumen zeigt nach rechts Zeigefinger in den Bildschirm hinein der Mittelfinger also die lorenskraft zeigt nach oben wir können also festhalten dass positive Ladungen genau in den gegengesetzte Richtung zu negativen Ladungen abgelenkt werden und wir benutzen für positive Ladungen die rechte Hand für negative Ladungen die linke Hand wie können wir die lorenskraft als magnetischer Kraft konkret berechnen bezeichnen wir dazu die Ladung des Teilchens mit dem Buchstaben Q die lorenzkraft bezeichnen wir mit FM die Geschwindigkeit der Ladung mit V und die Stärke des Magnetfelds mit B wird auch magnetische flussdichter genannt und gibt eben an wie stark das Magnetfeldes ist die Einheit von B ist Tesla in einem Experiment können wir drei Dinge beobachten verdoppelst du die Ladung Q dann verdoppelt sich die Lorentzkraft auf das Teilchen mathematische bedeutet diese Zusammenhang das lorenzkraft F PR proportional zu Ladung Q ist wenn du die Geschwindigkeit v verdoppelst dann verdoppelt sich die lorenskraft ebenfalls auch V ist proportional zu Lorentzkraft das gleiche gilt für das Magnetfeld B verdoppelst du die Stärke des Magnetfelds dann wird die lorenskraft doppelt so groß andere Parameter wie zum Beispiel die Masse des Teilchens beeinflussen die Größe der lorenskraft nicht wir können also insgesamt eine Formel für lorenzkraft hinschreiben F = Q mal V mal B wenn du also die Ladung Q die Geschwindigkeit v und das homogene Magnetfeld B kennst das senkrecht zur geschwindigkeitsrichtung verläuft dann kannst du daraus konkret den Wert der Lorentzkraft berechnen diese hat übrigens die Einheit Newton nicht immer hast du den einfachen Fall wo die Ladung perfekt senkrecht zur magnetfeldrichtung fliegt hier sehen wir die Magnetfeldlinien von der Seite vorher hatten wir den Fall dass die Ladung perfekt und einem 90 Grad Winkel durch das Magnetfeld geflogen ist wenn es aber unter einem Winkel Alpha fliegt der nicht 90 Grad ist dann müssen wir die qvb Formel ergänzen und zwar mit Sinus von Alpha merke es dir wenn die Ladung schräg zum homogenen Magnetfeld fliegt dann benutzt du diese Formel und wenn die Ladung senkrecht fliegt dann ist Alpha gleich 90 Grad und der Sinus von 90° ist eins damit bekommen wir die ursprüngliche einfache qvb-formel wir haben vorhin festgestellt dass ein nach rechts bewegtes Elektron in diesem Magnetfeld nach unten abgelenkt wird doch es wird nicht irgendwie nach unten abgelenkt schauen wir uns an was nach der Ablenkung weiter passiert wir werden sehen dass die lorenzkraft immer unter einem 90 Grad Winkel zur geschwindigkeitsrichtung wirkt das hat zur Folge dass das Elektron zu einer Kreisbewegung gezwungen wird diese resultierende Kreisbahn hat einen bestimmten Radius r und hängt davon ab wie groß die Lorentzkraft auf das Teilchen ist ein Teilchen das eine Kreisbewegung ausführt und die Masse m hat wird von der Zentripetalkraft FZ auf der Kreisbahn gehalten in diesem Fall fungiert die lorenzkraft als Zentripetalkraft Lorentzkraft ist hier die Zentripetalkraft setze also die Formel für die Lorentzkraft mit der Formel für die Zentripetalkraft gleich qvb ist gleich m mal V Quadrat durch r die Geschwindigkeit v können wir auf beiden Seiten einmal wegstreichen dann bekommen wir eine Formel mit der wir beispielsweise den Radius r der Kreisbahn bestimmen können den Radius der Kreisbahn können wir beispielsweise beim fadenstrahlhua Experiment leicht bestimmen viel schwieriger ist es die Geschwindigkeit v des Elektrons herauszufinden dazu eignet sich perfekte hergeleitete Formel wir stellen sie nach der Geschwindigkeit v um wenn wir einen Radius von einem Zentimeter also 0,01 messen und ein Magnetfeld von 5m Tesla einstellen dann bekommen wir eine Geschwindigkeit von 8 Millionen 971 000 m pro Sekunde das Elektron bewegt sich also auf einer Kreisbahn mit knapp 3% der Lichtgeschwindigkeit so das war's im nächsten Video schauen wir uns an wie lorenzkraft auf stromdurchflossene Leitern wirkt in diesem Sinne tschüss und bis zum nächsten Mal