大学物理第七章7-7带电粒子在电场和磁场中的运动

1、第七章第七章 恒定磁场恒定磁场7-7 7-7 带电粒子在电场和磁场中的运动带电粒子在电场和磁场中的运动物理学物理学第五版第五版1一一 带电粒子在电场和磁场中所受的力带电粒子在电场和磁场中所受的力电场力电场力EqFe磁场力磁场力（洛伦兹力）（洛伦兹力）BqF vmBqEqFv运动电荷在电场运动电荷在电场和磁场中受的力和磁场中受的力xyzo+qvBmF第七章第七章 恒定磁场恒定磁场7-7 7-7 带电粒子在电场和磁场中的运动带电粒子在电场和磁场中的运动物理学物理学第五版第五版2二二 带电粒子在磁场中运动举例带电粒子在磁场中运动举例RmBq200vvqBmR0vB0vqBmRT220vmqBTf21

2、1 回旋半径和回旋频率回旋半径和回旋频率第七章第七章 恒定磁场恒定磁场7-7 7-7 带电粒子在电场和磁场中的运动带电粒子在电场和磁场中的运动物理学物理学第五版第五版32 磁聚焦磁聚焦（洛伦兹力不做功洛伦兹力不做功）vvv/sinvv 洛伦兹力洛伦兹力 BqFvm 与与 不垂直不垂直Bvcosvv/qBmRvqBmT2)/2(cosqBmdvTv/螺距螺距第七章第七章 恒定磁场恒定磁场7-7 7-7 带电粒子在电场和磁场中的运动带电粒子在电场和磁场中的运动物理学物理学第五版第五版4 磁聚焦磁聚焦 在均匀磁场中点在均匀磁场中点 A 发射一束发射一束初速度相差不大的带电粒子初速度相差不大的带电粒子

3、, 它们的它们的 与与 之间的夹角之间的夹角 不同不同 , 但都较小但都较小,这些粒子沿半径不同的螺旋线运动这些粒子沿半径不同的螺旋线运动, 因螺因螺距近似相等距近似相等, 相交于屏上同一点相交于屏上同一点, 此现象此现象称为磁聚焦称为磁聚焦 .0vB 应用应用 电子光学电子光学 , 电子显微镜等电子显微镜等 .第七章第七章 恒定磁场恒定磁场7-7 7-7 带电粒子在电场和磁场中的运动带电粒子在电场和磁场中的运动物理学物理学第五版第五版51 质谱仪质谱仪RmBq2vvvRBqm7072 73 74 76锗的质谱锗的质谱.1p2p+-2s3s1s速度选择器速度选择器照相底片照相底片质谱仪的示意图

4、质谱仪的示意图三三 带电粒子在电场和磁场中运动举例带电粒子在电场和磁场中运动举例第七章第七章 恒定磁场恒定磁场7-7 7-7 带电粒子在电场和磁场中的运动带电粒子在电场和磁场中的运动物理学物理学第五版第五版62 回旋加速器回旋加速器 1932年劳伦斯研制第一台回旋加速器的年劳伦斯研制第一台回旋加速器的D型室型室. 此加速器可将质子和氘核加速到此加速器可将质子和氘核加速到1 MeV的能量，的能量，为此为此1939年劳伦斯获诺贝尔物理学奖年劳伦斯获诺贝尔物理学奖.第七章第七章 恒定磁场恒定磁场7-7 7-7 带电粒子在电场和磁场中的运动带电粒子在电场和磁场中的运动物理学物理学第五版第五版7 我国于

5、我国于1994年建成的第年建成的第一台强流质一台强流质子加速器子加速器 ，可产生数十可产生数十种中短寿命种中短寿命放射性同位放射性同位素素 .第七章第七章 恒定磁场恒定磁场7-7 7-7 带电粒子在电场和磁场中的运动带电粒子在电场和磁场中的运动物理学物理学第五版第五版83 霍耳效应霍耳效应第七章第七章 恒定磁场恒定磁场7-7 7-7 带电粒子在电场和磁场中的运动带电粒子在电场和磁场中的运动物理学物理学第五版第五版9BqqEdHvBEdHvBbUdHvnqdIBUHnqR1H霍耳霍耳系数系数dBIbHUdIBRUHH霍耳电压霍耳电压+qdv+ + + + + - - - - -eFmFbdqndvSqnIdv第七章第七章 恒定磁场恒定磁场7-7 7-7 带电粒子在电场和磁场中的运动带电粒子在电场和磁场中的运动物理学物理学第五版第五版10I+ + +- - -P 型半导体型半导体+-HUBmFdv霍耳效应的应用