高中物理+3-4+磁场对运动电荷的作用—洛伦兹力课件

1、3.4 磁场对运动电荷的作用磁场对运动电荷的作用洛伦兹力洛伦兹力背景：安培力背景：安培力磁场对通电导体有力的作用（即安培力）磁场对通电导体有力的作用（即安培力）I IF F背景背景:电流的形成电流的形成导体中的电流是由电荷的定向移动形成的，就象水导体中的电流是由电荷的定向移动形成的，就象水流是由水分子定向移动形成一样流是由水分子定向移动形成一样iiiiiiiiiiiiiiI=NiI=NiI=NiI=Ni猜想猜想导体中的电流是由电荷导体中的电流是由电荷的定向移动形成的的定向移动形成的iiiI=NiI=Ni磁场对通电导体磁场对通电导体有力的作用有力的作用I IF FiiiI=NiI=NifffF=

2、F=NfNf磁场对通电导体的力实际上是作用在运动电荷上的,安培力是这些力的宏观表现洛仑兹力洛仑兹力-磁场对运动电荷的作用力磁场对运动电荷的作用力实验观察实验观察洛仑兹力洛仑兹力方向方向:左手定则左手定则大小大小:f=qVB (V、L、B两两垂直时）两两垂直时）补充说明:带电粒子的电流方向规定1.正电荷定向移动2.负电荷定向移动(你能推理出来吗?)安培力与洛仑兹力安培力与洛仑兹力安培力安培力FIfffffffFF=ILB安培力方向：安培力方向：左手定则左手定则安培力大小：安培力大小：洛仑兹力洛仑兹力f洛仑兹力方向：洛仑兹力方向：左手定则左手定则洛仑兹力大小：洛仑兹力大小：f=qvB微观微观宏观宏

3、观I+课堂练习课堂练习 (请看黑板请看黑板) 如图9所示，关于安掊力、洛伦兹力和电场力的方向判断正确的是 游游园园活活动动汽枪汽枪电电视视机机扫扫描描原原理理fyfx电子枪电子枪高能物理研究重要装置高能物理研究重要装置应用价值应用价值: 回旋加速器现在已经发展为现代的同步加速器了。2O世纪欧洲原子能研究组织在日内瓦附近使用的加速器，就是这类机器中最大的一座，包括一条长逾8.5千米的粒子轨道。粒子在一条10余厘米直径管子里前进，管于则藏在地下隧道内。粒子在这轨道中循环运行，每三秒钟约环绕1十万次之多，由数以百计的电磁铁导引，每统一周，加速粒子的电压便增加数百万伏特，最后放出的粒子能量相当于从.5

4、000亿伏特直线加速器所得到的能量。考克罗夫特和瓦尔顿建成 第一座发生器前，物理学家认为原于只是山电于和质子构成。加速器制成后，便把这种想法完全打破，因为数以百计的新粒于在高能碰撞中陆续出现了。高能物理研究重要装置应用实例应用实例: 立体定向伽玛射线全身放射治疗系统（全身刀）是一种融合立体定向技术和外科技术于一体，以治疗体部疾病为主的立体定向放射治疗设备，它采用伽玛射线几何聚焦方式，通过精确的立体定向，将经过规划的一定剂量伽玛射线集中射于预照靶点，一次性、致死性的摧毁耙点内的组织，以达到外科手术切除或损毁的效果。由于射线采用旋转聚焦的方式，使射线经过人体正常组织只受到瞬时、几乎无伤害的照射，并

5、且剂量锐减，因此其治疗照射范围与正常组织界限非常明显，边缘如刀割一样，人们形象的称之为伽玛刀。高能物理研究重要装置应用实例流程图应用实例流程图:钡餐肿瘤部位亲癌特性低速轻核高速轻核钴核中子新核重核肿瘤汽化镍核加速类型及原理演示 直线加速直线加速PLAY回旋加速回旋加速PLAYUUUUUU物理仿真实验室-动画演示 回旋加速器回旋加速器背景材料 北京正负电子对撞机北京正负电子对撞机国家实验室国家实验室 BEPC National Laboratory加速器中心加速器中心 背景材料 北京正负电子对撞机国家实验室北京正负电子对撞机国家实验室 BEPC National Laboratory 学科方向学

6、科方向 粒子加速器是一门多专业的综合性学科，它涉及到加速器物理和许多高技术领域，其中包括射频、电磁场、电源、超高真空、精密机械、电子学、计算机及网络、自动控制、束流诊断、辐射防护、低温超导，等等。加速器中心加速器中心学科方向学科方向 粒子加速器不仅是进行高能物理、原子物理、生命科学、材料科学等多种基础科学研究的重要实验装置，而且在工农业生产、医疗、辐照和国防建设等方面也有广泛的应用前景。BEPC/BES的成功建造和取得的物理成果，使中国成为世界上重要的高能物理实验基地之一，在国际高能物理学界占有了一席之地。到目前为止，BEPC对撞亮度在-粲能区仍居世界领先地位。BEPC成功地用于同步辐射的实验

7、研究，使高能所成为我国重要的同步辐射实验基地之一。背景材料 北京正负电子对撞机国家实验室北京正负电子对撞机国家实验室 BEPC National Laboratory 加速器中心加速器中心学科方向学科方向 由于由于BEPC成功建造和长期稳定运行，使高能所成为我国成功建造和长期稳定运行，使高能所成为我国最有影响的加速器科学和技术的研究基地，培养和锻炼了一最有影响的加速器科学和技术的研究基地，培养和锻炼了一支加速器科技队伍，具备了开展加速器理论和技术研究所需支加速器科技队伍，具备了开展加速器理论和技术研究所需要的基本计算和实验条件和设备，为今后加速器技术的发展要的基本计算和实验条件和设备，为今后加

8、速器技术的发展打下了良好的基础。打下了良好的基础。背景材料 北京正负电子对撞机国家实验室北京正负电子对撞机国家实验室 BEPC National Laboratory 加速器中心加速器中心学科方向学科方向 背景材料 北京正负电子对撞机国家实验室北京正负电子对撞机国家实验室 BEPC National Laboratory 加速器中心加速器中心1. BEPCBEPC的稳定运行和性能提高的稳定运行和性能提高2. BEPC的发展的发展 - BEPC23. 基于电子直线加速器的研究项目基于电子直线加速器的研究项目4. 国内、外加速器工程项目的合作国内、外加速器工程项目的合作5. 加速器技术开发加速器技

9、术开发背景材料 北京正负电子对撞机国家实验室北京正负电子对撞机国家实验室 BEPC National Laboratory 正负电子对撞机装置正负电子对撞机装置(BEPC)BEPCBEPC于于19891989年年初开始运行初开始运行北京正负电子北京正负电子对撞机国家实对撞机国家实验室外景验室外景背景材料 北京正负电子对撞机国家实验室北京正负电子对撞机国家实验室 BEPC National Laboratory 正负电子对撞机装置正负电子对撞机装置(BEPC)正负电子在加速器中正负电子在加速器中运行轨迹示意图运行轨迹示意图背景材料 北京正负电子对撞机国家实验室北京正负电子对撞机国家实验室 BEP

10、C National Laboratory 北京正负电子对撞机总控制中心北京正负电子对撞机总控制中心正负电子对撞机装置正负电子对撞机装置(BEPC)背景材料 北京正负电子对撞机国家实验室北京正负电子对撞机国家实验室 BEPC National Laboratory 正负电子对撞机装置正负电子对撞机装置(BEPC)1.1-1.4 1.1-1.4 GeVGeV 注入器注入器产生并加速正负电子的电子直线加速器产生并加速正负电子的电子直线加速器背景材料 北京正负电子对撞机国家实验室北京正负电子对撞机国家实验室 BEPC National Laboratory 正电子源正电子源正负电子对撞机装置正负电子对撞机装置(