磁聚焦应用及原理

1、-作者xxxx-日期xxxx磁聚焦应用及原理【精品文档】磁聚焦的原理及应用简单的来说，现代科学研究中,经常需要通过添加磁场使运动的带电粒子汇聚到一起,这个技术手段称之为磁聚焦。具体上是多束发散角不大的带电粒子束，当它们在磁场B的方向上具有大致相同的速度分量时，它们有相同的螺距。经过一个周期它们将重新会聚在另一点，这种发散粒子束会聚到一点的现象与透镜将光束聚焦现象十分相似，因此叫磁聚焦。、磁聚焦的原理：如果一个带电粒子进入匀强磁场时，其速度V的方向与磁感强度 的方向成任意角度，则可将V分解成平行于B和垂直于B的两个分量V和V。因磁场的作用，垂直于B的速度分量V虽不改变大小，却不断改变方向。在垂直

2、于B的平面内作匀速圆周运动。平行于B的速度分量V不变，其运动是沿B方向的匀速直线运动。这两种运动的合成，为螺旋线运动。此带电粒子作螺旋运动时，螺旋线的半径(即电子在磁场中作圆运动的回旋半径)为R=mv/(qB)=mvsin/(qB) 粒子每转一周前进的距离称为螺距，用符号表示，则h=v*T=2mvcos/(qB) 上式中的T是粒子转过一周所需的时间，称为回转周期。在匀强磁场中某点A处有一束带电粒子，当带电粒子的速度v与B的夹角很小、各粒子速率v大致相同时，这些粒子具有相同的螺距。经一个回转周期后，他们各自经过不同的螺距轨道重新会聚到A'点。发散粒子依靠磁场作用会聚于一点的现象称为磁聚焦

3、。它与光束经光学透镜聚焦相类似。实际应用中，更多利用它产生的非匀强磁场聚焦。短线圈的作用类似光学中的透镜，称为磁透镜。也可用于电子显微镜中。磁聚焦还可用于测量电子的质荷比，从而对于微观世界的认识和学习做出更好的了解，以便于更好的服务于人类。                       (1)       式中， 是电子

4、运动速度的大小， 是均匀磁场中磁感应强度的大小。当电子运动方向与磁场方向斜交时，电子做螺旋运动，圆轨道的半径为：                   （2）周期为：                （3）螺距为：     

5、          （4）一定时，同一时刻电子流中沿螺旋轨道运动的电子， 和 相同。这说明，从同一点出发的所有电子，经过相同的周期 、 、后，都将会聚于距离出发点为 、 、处。这就是用纵向磁场使电子束聚焦的原理。将示波管安装在长直螺线管内部，两管中心轴重合。示波管灯丝通电加热后，阴极发射的电子经加在阴阳极之间直流高压 的作用，从阳极小孔射出时可获得一个与管轴平行的速度 ，依功能原理：        则电子的轴向速度为： 

6、60;                                                  &#

7、160;      （5）在 偏转板上加一交变电压，则电子束在通过该偏转板时获得一个垂直于轴向的速度 。所以，通过偏转板的电子，既具有与管轴平行的速度 ，又具有垂直于管轴的速度 ，这时若给螺线管通以励磁电流，使其内部产生磁场，则电子将在该磁场作用下作螺旋运动。这里 就相当于 ， 相当于 。    将式（5）代入式（4），可得               &#

8、160;                     （6）螺线管中磁感应强度的计算公式以 表示，代入（6）式，得                      （7）式中 为真空磁导率， 、 、 、 的数值由实验室给