Manyetik alan içinde, üzerinden akım geçen tele manyetik alan etki ettiği anlatılmıştı. Aslında bu etki tel üzerinde hareket eden yüklere etki eden kuvvetlerin toplamıdır. Düzgün bir manyetik alan içinde hareket eden yüklü parçacığa etki eden kuvvetin yönü sağ el kuralı ile bulunur.
Uygulanan Kuvvetin Bulunması
Sağ elin baş parmağı yükün hızının yönünü, dört parmak manyetik alan yönünü gösterecek şekilde konumlanır ise avuç içi pozitif yüke etki eden manyetik kuvvetin yönünü gösterir. Negatif yükte ise aynı şekilde hesaplanıp manyetik kuvvet sağ elin dış yüzü yönünde bulunur.
Manyetik alana giren parçacığa etki eden kuvvetin büyüklüğü manyetik alan ve hız vektörü arasındaki açıya göre değişir. En büyük olduğu durum hızın manyetik alana dik olduğu durumdur. Hız ve manyetik alan paralel ise kuvvet sıfır olur.
Parçacığa uygulanan manyetik kuvvetin büyüklüğü; manyetik alan şiddeti (B), yük miktarı (q) ve yükün hızı (v) ile doğru orantılıdır.
Yüklü Parçacıkların Manyetik Alan İçinde Hareketi
Düzgün manyetik alana giren parçacığa sağ el kuralını uygularken de görüldüğü gibi her zaman hız vektörüne dik bir manyetik kuvvet uygulanır. Bu kuvvet ile parçacığın hızı değişmezken yönü değişir. Manyetik kuvvet parçacığın hareket yörüngesinin değişmesine neden olurken kinetik enerjisini etkilemez yani yapılan iş sıfırdır.
Görselde verildiği gibi +q yüklü parçacık sayfa düzleminden içeri doğru olan manyetik alana v hızı ile girdiğinde hız vektörüne dik bir manyetik kuvvet uygulanır. Manyetik kuvvet parçacığın hareket yönünü değiştirir ve çembersel bir yörünge izlemesine neden olur. Parçacık -q yüklü olsaydı sadece yörüngenin yönü değişirdi ve görseldekine benzer fakat saat yönünde bir yörünge çizerdi. Yüklü parçacık, hız vektörü manyetik alana paralel girer ise manyetik alandan etkilenmez ve doğrusal hareketine devam ederdi.
Parçacığın izlediği çembersel yörüngenin yarıçapı; parçacık kütlesine, hızının büyüklüğüne, yük miktarına ve manyetik alan şiddetine bağlı olarak değişir.
- Aynı yük ve hıza sahip iki parçacık aynı manyetik alana girdiğinde büyük kütleli olan daha büyük yarıçaplı bir yörüngede dolanır.
- Aynı yük ve kütleli iki parçacık aynı manyetik alana girdiğinde hızı büyük olan parçacık yarıçapı daha büyük yörüngede dolanır.
- Kütle ve hızları eşit olan iki parçacık aynı manyetik alana girdiğinde yük miktarı büyük olan parçacık yarıçapı daha küçük bir yörüngede dolanır.
- Yük miktarı, hızları ve kütleleri eşit olan iki parçacıktan daha şiddetli manyetik alana giren parçacık yarıçapı daha küçük bir yörüngede dolanır.
Manyetik Kuvvetin Teknolojide Kullanım Alanları
Tıpta görüntüleme tekniği olarak kullanılan MR cihazları manyetik rezonans denilen olaydaki manyetik kuvvetlerden yararlanır. MR yumuşak dokuların görüntülenmesinde kullanılır. Dokuda bulunan hidrojen atomu protonları güçlü manyetik alana maruz bırakılarak titreşir. Titreşen protonların yaydığı ışımalar tespit edilerek görüntüye dönüştürülür.
