带电粒子在匀强磁场中运动(3)讲稿

1、关于带电粒子在匀强磁场中的运动 (3)第一张，PPT共二十四页，创作于2022年6月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难点重点第二张，PPT共二十四页，创作于2022年6月复习：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.大小：（为v与B的夹角）方向：满足右手螺旋定则 垂直于v和B决定的平面第三张，PPT共二十四页，创作于2022年6月一、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：第四张，PPT共

2、二十四页，创作于2022年6月带电粒子以速度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。，据第五张，PPT共二十四页，创作于2022年6月（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。第六张，PPT共二十四页，创作于2022年6月（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。第七张，PPT共二十四页，创作于2022年6月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轨道半径第八张，PPT共二十四页，创作于2022年6月注：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

3、环绕一周所需的时间（即回旋周期）为：第九张，PPT共二十四页，创作于2022年6月（3）v与B间有任意夹角 v分解为垂直于磁场的分量和平行于磁场的分量： v=vsin, v/=vcos第十张，PPT共二十四页，创作于2022年6月（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。第十一张，PPT共二十四页，创作于2022年6月粒子旋转半径 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间有任意夹角第十二张，PPT共二十四页，创作于2022

4、年6月磁聚焦 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。 第十三张，PPT共二十四页，创作于2022年6月磁聚焦第十四张，PPT共二十四页，创作于2022年6月分析磁聚焦现象 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：第十五张，PPT共二十四页，创作于2022年6月磁透镜 电子显微镜 开创物质微观结构研究的新纪元。普通

5、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。磁聚焦第十六张，PPT共二十四页，创作于2022年6月二、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）第十七张，PPT共二十四页，创作于2022年6月 这种中间弱两端强，能约束带电粒子的磁场分布叫磁瓶。II用于高温等离子磁约束磁 瓶第十八张，PPT共二十四页，创作于2022年6月磁约束：例 受控热核聚变横向：在强磁场中可以将离子约束在小范围,脱离器壁。磁约束：用磁场将高温等离子体约束在一定空间区域。第十九张，PPT共二十四页，创作于2022年6

6、月4000km 地磁场内的范艾仑辐射带8OOkm60000km 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第二十张，PPT共二十四页，创作于2022年6月极光 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。第二十一张，PPT共二十四页，创作于2022年6月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）第二十二张，PPT共二十四页，创作于2022年6月课后思考？1.如果一个电子在通过空间某一区域时没有发生偏转，能