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文档简介

带电粒子在磁场中的运动,1,1、带电粒子在均匀磁场中的运动,2、磁聚焦,3、带电粒子在非均匀磁场中的运动,带电粒子在磁场中的运动,2,复习：洛仑兹力,定义：磁场对运动电荷的作用力,特点：F始终与运动电荷的速度垂直，只改变方向，不改变大小.不对做功.,3,一、带电粒子在匀强磁场中的运动,一个电量为+q、速度为v的粒子在磁感应强度为B的均匀磁场中运动。,分三种情形来讨论：,4,带电粒子以速度V做匀速直线运动,(1)粒子的初速度V与B平行,此时=0或180。，,据,5,（2）粒子的初速度V垂直于B,此时=90。，,据,洛仑兹力方向与速度方向垂直。,6,（2）粒子的初速度V垂直于B,带电粒子在垂直于磁场的平面内匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力。,7,F洛=F向,注：R与v成正比，而与B成反比,（2）粒子的初速度V垂直B,轨道半径,8,注：周期与运动速率、半径无关,（2）粒子的初速度V垂直于B,粒子在轨道上环绕一周所需的时间（即回旋周期）为：,9,（3）v与B间有任意夹角,10,（3）v与B间有任意夹角,两个分运动同时存在，粒子将沿磁场的方向作螺旋线运动。,11,粒子旋转半径,一周期内粒子沿磁场方向移动的距离为螺距。,螺距h与v无关。无论带电粒子以多大速率沿何种方向进入磁场，只要平行磁场的速度分量v/相同，则运动轨迹的螺距就一定相等。,（3）v与B间有任意夹角,12,磁聚焦,如果在均匀磁场中某点A引入一发散角很小的带电粒子束，并且其中粒子的速度大致相同，那么这些粒子沿磁场方向分速度的大小就几乎一样，因而它们的轨道有几乎相同的螺距，这样，经过一个回旋周期后，这些粒子将重新会聚穿过另一点A,这种发散粒子束会聚到一点的现象叫磁聚焦。,13,磁聚焦,14,分析磁聚焦现象,带电粒子作不同半径的螺旋线运动，螺距h近似相等，带电粒子经过距离h又重新汇集磁聚焦。,均匀磁场，且很小：,15,普通光学显微镜通常能将物体放大至2000倍，电子显微镜的放大倍数可达三百万倍。,磁聚焦,16,二、带电粒子在非均匀磁场中的运动,强度逐渐增加能使粒子发生“反射”的这种磁场分布叫做磁镜。,（也是螺旋运动，R、h都在变化）,17,这种中间弱两端强，能约束带电粒子的磁场分布叫磁瓶。,用于高温等离子磁约束,磁瓶,18,磁约束：,例受控热核聚变,19,地磁场是一个天然的磁约束捕集器，俘获宇宙射线中带电粒子形成内、外两层范艾伦辐射带,地磁场的磁约束现象,20,极光,在地磁两极附近由于磁感线与地面垂直，由外层空间入射的带电粒子可直射到高空大气层内，它们和空气分子的碰撞产生的辐射就形成了绚丽多彩的极光。,21,1、带电粒子在均匀磁场中的运动,课堂小结,2、磁聚焦,3、带电粒子在非均匀磁场中的运动（磁约束）,22,课后思考？,1.如果一个电子在通过空间某一区域时
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