로런츠 힘

로런츠 힘(Lorentz force)은 전자기학에서 전하가 전기장과 자기장 내에서 받는 힘을 설명하는 개념이다. 이 힘은 주로 전하의 이동과 상호작용하는 전기장과 자기장에 의해 발생한다. 로런츠 힘은 다음과 같은 수식으로 표현된다.

F = q(E + v × B)

여기서 F는 로런츠 힘, q는 전하의 양, E는 전기장, v는 전하의 속도 벡터, B는 자기장 벡터이며, '×'는 벡터의 크로스 곱을 나타낸다. 로런츠 힘은 전하가 전기장에 존재할 때 전기장의 방향으로 힘을 받고, 자기장 내에서 움직일 때는 자기력에 의해 수직으로 힘을 받게 된다.

전하가 정지해 있을 경우 전기장만이 힘을 발생시키지만, 전하가 운동 중일 때는 전기장과 자기장이 모두 영향을 미친다. 로런츠 힘의 방향은 오른손 법칙에 따라 결정된다. 즉, 오른손의 엄지를 전하의 속도 방향으로, 나머지 손가락을 자기장 방향으로 향하게 할 때, 손바닥이 가리키는 방향이 로런츠 힘의 방향이 된다.

로런츠 힘은 전자기파의 전파, 입자의 궤적 변화 등 다양한 물리적 현상을 설명하는 데 필수적인 개념이며, 이 개념은 전자기학 이론의 기초가 된다. 로런츠 힘은 또한 입자 가속기, 전기 모터 및 발전기와 같은 여러 기술적 응용 분야에서도 중요하게 사용된다.