En elektriskt laddad partikel är en partikel som har en positiv eller negativ laddning. Det kan vara både atomer, molekyler och elementarpartiklar. När en elektriskt laddad partikel befinner sig i ett elektriskt fält, verkar Coulomb-kraften på den. Värdet på denna kraft, om värdet på fältstyrkan vid en viss punkt är känt, beräknas med följande formel: F=qE.
Så,
vi bestämde att en elektriskt laddad partikel, som befinner sig i ett elektriskt fält, rör sig under påverkan av Coulomb-kraften.
Tänk nu på Hall-effekten. Det visade sig experimentellt att magnetfältet påverkar rörelsen av laddade partiklar. Magnetisk induktion är lika med den maximala kraft som påverkar rörelsehastigheten för en sådan partikel från magnetfältet. En laddad partikel rör sig med enhetshastighet. Om en elektriskt laddad partikel flyger in i ett magnetfält med en given hastighet, kommer kraften som verkar på sidan av fältet att varaär vinkelrät mot partikelhastigheten och följaktligen mot den magnetiska induktionsvektorn: F=q[v, B]. Eftersom kraften som verkar på partikeln är vinkelrät mot rörelsehastigheten, är accelerationen som ges av denna kraft också vinkelrät mot rörelsen, en normal acceleration. Följaktligen kommer en rätlinjig rörelsebana att böjas när en laddad partikel kommer in i ett magnetfält. Om en partikel flyger parallellt med linjerna för magnetisk induktion, så verkar magnetfältet inte på den laddade partikeln. Om den flyger vinkelrätt mot linjerna för magnetisk induktion, kommer kraften som verkar på partikeln att vara maximal.
Låt oss nu skriva Newtons II lag: qvB=mv2/R, eller R=mv/qB, där m är massan av den laddade partikeln, och R är banans radie. Det följer av denna ekvation att partikeln rör sig i ett enhetligt fält längs en cirkel med radie. Rotationsperioden för en laddad partikel i en cirkel beror alltså inte på rörelsehastigheten. Det bör noteras att en elektriskt laddad partikel i ett magnetfält har en konstant kinetisk energi. På grund av det faktum att kraften är vinkelrät mot partikelns rörelse vid någon av banans punkter, gör kraften från magnetfältet som verkar på partikeln inte det arbete som är förknippat med att flytta den laddade partikelns rörelse.
Riktningen för kraften som verkar på rörelsen av en laddad partikel i ett magnetfält kan bestämmas med hjälp av "vänsterhandsregeln". För att göra detta måste du placera din vänstra handflata såså att fyra fingrar indikerar riktningen för rörelsehastigheten för en laddad partikel, och linjerna för magnetisk induktion är riktade mot mitten av handflatan, i vilket fall tummen böjd i en vinkel på 90 grader visar riktningen för kraft som verkar på en positivt laddad partikel. I händelse av att partikeln har en negativ laddning, kommer kraftens riktning att vara motsatt.
Om en elektriskt laddad partikel kommer in i området för gemensam verkan av magnetiska och elektriska fält, kommer en kraft som kallas Lorentz-kraften att verka på den: F=qE + q[v, B]. Den första termen avser den elektriska komponenten och den andra - den magnetiska.
