ローレンツ力
磁場は動く電荷に、その速度と磁場の両方に垂直な—横方向に—力を及ぼすことができる。この横方向の力は電荷を速くも遅くもせず、経路を曲げるだけで、磁場が一定なら円を描かせる。
公式
F = q · v · B
- F — 力 (N): 電荷にはたらく横方向の磁気による押し
- q — 電荷 (C): 粒子が持つ電荷の量
- v — 速度 (m/s): 電荷の速さ（ここでは磁場に垂直）
- B — 磁束密度 (T): 電荷が進む磁場の強さ
例題
2 C の電荷を持つ荷電粒子が、5 T の磁場に垂直に 3 m/s で動く。受ける力は？
- q = 2 C
- v = 3 m/s
- B = 5 T
- F = q · v · B
- F = 2 C · 3 m/s · 5 T
F = 30 N
自分でチェック
同じ 2 C の電荷が、今度は 3 m/s でより強い 10 T の磁場を動く。力は？
- 30 N
- 15 N
- 正解: 60 N
正解！ 磁束密度が2倍になると力も2倍です：2 C × 3 m/s × 10 T = 60 N。
正の電荷が右へ動き、磁場は紙面の奥を向く。磁気力はどちらへ押しますか？
- 正解: 上向き
- 下向き
- 前向き（すでに動いているのと同じ方向）
正解！ 右手の法則を使うと、右へ動く正電荷は紙面奥向きの磁場の中で上向きの力を受けます。
どこで見られるか
昔のブラウン管テレビは、磁場で電子ビームを操り、毎秒何千回も荷電粒子を曲げて画面を描いていました。オーロラ（北極光）は、同じ物理が惑星規模で起きたものです。太陽から来た荷電粒子が地球の磁力線に沿ってらせんを描き、曲がりながら光ります。
よくある誤解
鍵となる微妙な点は、磁気力は仕事をしないということです。F = q · v · B は速度に垂直な向きに押すので、経路を曲げることはできても、電荷を速くしたり遅くしたりは決してできません。もうひとつのミスは向きの取りちがいです。力は速度と磁場の両方に垂直です（右手の法則：指を速度に沿わせ、磁場の方へ曲げると、親指が力の向きを指します）。3 m/s の正電荷が 10 T の磁場を横切ると、2 C × 3 m/s × 10 T = 60 N の横方向の力を受けます。
つながり
電流が磁場をつくり、磁場が動く電荷を押す。これは電磁気学のフィードバックの対をなす両面で、1つのレッスンを隔てて並んでいます。次のファラデーの法則が3つ目を加えます。変化する磁場が、それだけで電流を流す電圧をつくり出すのです。この速さを変えない横方向の押しこそ、モーターが回る理由であり、加速器の中で荷電粒子が円を描いて走る理由です。