Lorentz kuvveti
Tarihçe

Ekranın dışına dik olarak yönlendirilen "B" manyetik alanının etkisi altında "q" pozitif veya negatif yüklü bir parçacığın yörüngesi.
Manyetik alanın varlığı nedeniyle bir daire içinde hareket eden elektron demeti. Elektronların ampuldeki gaz molekülleriyle çarpışması nedeniyle elektron yolu boyunca mor ışık yayılır. Bu örnekte bir Teltron tüpü kullanılmıştır.
Yüklü parçacık Lorentz kuvvetinin deneyimlenmesi
18. yüzyılın ortalarında elektromanyetik kuvveti tanımlama girişimleri nicel olarak başlamıştı. Johann Tobias Mayer tarafından mıknatısın kutuplarına ve başkalarına uygulanan kuvvetin ters kare kanununa uyduğu 1760 yılında ortaya atılmıştır. Aynı fikir Henry Cavendish tarafından da 1762 yılında elektriksel olarak yüklü parçacıklar için söylenmiştir. Ancak her iki durumda da deneysel kanıt ne tamamlayıcı ne de sonuç verici yöndeydi. 1748 yılında Charles-Augustin Coulomb, bir torsion tartısı kullanarak, bu teorinin doğruluğunu bir deney aracılığıyla göstererek kanıtladı.1820 yılında H. C. Ørsted manyetik iğnenin, akım tarafından etkilendiğini keşfetmesinin ardından, aynı sene André-Marie Ampère de bir deney aracılığıyla, iki akım elementi arasındaki kuvvetin açı ile olan bağlantısını açıklamayı başardı. Bütün bu tanımlarda kuvvet hep, elektrik ve manyetik alan cinsinden değil de, duruma dahil olan cisimler ve onların birbirlerine olan uzaklıkları cinsinden bulunuyordu.
Elektrik ve manyetik alanların günümüzdeki modern konsepti, ilk defa Michael Faraday tarafından ortaya atılmıştı. Bunun temellerini özellikle, daha sonra Lord Kelvin ve James Clerk Maxwell tarafından tamamen matematiksel bir tanım kazanacak olan kuvvet çizgileri fikri atmıştı. Daha modern bir bakış açısı ile Maxwell'in, alan denklemleri 1865 formülasyonlarını elektrik akımıyla ilişkilendirilmiş Lorentz kuvveti denklemi olarak da düşünebiliriz. Ancak Maxwell'in zamanında denklemlerinin, hareket eden parçacıklara etkiyen kuvvetle olan bağlantısı kanıtlanamamaktaydı. J.J. Thomson, hareket halindeki yüklü parçacıklara etkiyen elektromanyetik kuvvetleri Maxwell'in alan denklemlerini kullanarak, cismin özellikleri ve dış alanlar cinsinden türetmeye çalışan ilk insandır. Thomson 1881 yılında yüklü parçacıkların katot ışını altındaki elektromanyetik davranışlarını anlatan bir makale yazdı. Bu makalesinde parçacıklara dış bir manyetik alan sayesinde kuvvet uyguladı. Bu kuvvet ve manyetik alanın ilişkisi
Thomson neredeyse doğru olan bu temel formülü türetmeyi başarmıştı, ancak hesaplamada bir hata yapmıştı ve sürülme akımının da tanımını eksik yapmıştı. Bu sebeplerden ötürü formülün önünde olmaması gereken bir ½ bulmuştu. 1885 yılında Oliver Heaviside, vektör gösterimini bulmuş ve bunu Maxwell'in denklemlerine uygulamıştı. Aynı zamanda 1889 yılında da Thomson'un türettiği denklemdeki yanlışı düzelmiş ve hareket halinde olan parçacığa etkiyen doğru manyetik kuvveti bulmuştur. Son olarak 1892 yılında Hendrik Lorentz, kuvvete hem elektrik hem de manyetik alandan gelen katkıları da yazarak, formülün günümüzdeki modern halini türetmiştir. Lorentz, eter ve iletkenlerin Maxwellsel tanımlarından uzaklaşmaya başladı. Bunun yerine, Lorentz madde ve ışık saçan eter arasında bir ayrım belirtti. Maxwell denklemlerini de mikroskobik ölçeklerde uygulamaya karar verdi. Heaviside'ın Maxwell denklemleri versiyonunu, durgun eter üzerinde kullanarak ve buna Lagrange denklemlerini uygulayarak, kuvvet kanununun bugünkü tamamlanmış haline gelmesini ve kendi adıyla anılmasını sağladı.