Lorentzi jõud

Magnetväli surub ainult juba liikuvat laengut ja surub väga kindlas suunas: risti nii kiiruse kui ka väljaga endaga. Suurus on F = qvB sin θ, suurim, kui kiirus ja väli on risti, ja null, kui need on paralleelsed — piki väljajooni otse liikuv laeng ei tunne midagi ja paigal seisev laeng ei tunne midagi sõltumata sellest, kui tugev väli on, sest v = 0 muudab jõu kohe nulliks.

Sel ristseisul on tagajärg, mille juures tasub peatuda: alati liikumisega täisnurga all olev jõud ei saa kunagi tööd teha, sest töö nõuab jõu komponenti liikumissuunas ja seda siin ei ole. Magnetväljas ringjoonel tiirlev laetud osake liigub jäädavalt ühtlase kiirusega, ükskõik kui kaua see tiirleb — magnetjõud kõverdab teekonda, muutmata kunagi seda, kui kiiresti osake liigub. See on täpselt analoogne ühtlase ringliikumisega gravitatsiooni või tõmbe all: tsentripetaaljõud pöörab kiiruse suunda, puudutamata selle suurust.

Kuna jõud suunab kiirust pidevalt ümber, muutmata kunagi selle suurust, on loomulik tee ring, kusjuures magnetjõud annab täpselt vajaliku tsentripetaaljõu: qvB = mv²/r. Kui osakesel on ka kiiruse komponent piki välja, jääb see komponent mõjutamata — miski sellega risti olev ei mõju sellele — nii et kogu liikumine on ring, mis on liidetud ühtlase liikumisega piki välja, kruvijoon. See ongi füüsika massispektromeetrite, tsüklotronide ja virmaliste taga: Päikesetuulest pärit laetud osakesed spiraliseeruvad mööda Maa magnetvälja jooni poolustele, selle asemel et liikuda kosmoses otse edasi.