带电粒子在电场和磁场中的运动课件

§7.7带电粒子在电场和磁场中的运动结束放映§7.7带电粒子在电场和磁场中的运动结束放映一带电粒子在电场和磁场中所受的力电场力磁场力（洛伦兹力）运动电荷在电场和磁场中受的力一带电粒子在电场和磁场中所受的力电场力磁场力（洛伦兹力二、带电粒子在磁场中的运动粒子做匀速直线运动那么:二、带电粒子在磁场中的运动粒子做匀速直线运动那么:粒子做匀速圆周运动××××××××××××××××××××××××××××××粒子做匀速圆周运动××××××××××××××××××××qR此时，带电粒子在均匀磁场中作等螺距的螺旋运动。qR此时，带电粒子在均匀磁场中qR螺距h

：三、带电粒子在电磁场中运动的应用举例qR螺距h：三、带电粒子在电磁场中运动的应用举例1.磁聚焦在显像管、电子显微镜和真空器件中，常用磁聚焦来聚焦电子束。

如图，一束速度大小近似相同且与磁感应强度B的夹角θ很小的带电粒子流从同一点出发进入均匀磁场中。磁聚焦原理1.磁聚焦在显像管、电子显微镜和真空器件中

用于产生高能粒子的装置，其结构为金属双D形盒，在其上加有磁场和交变的电场。将一粒子置于双D形盒的缝隙处，在电场的作用下，进入左半盒，由于金属具有静电屏蔽作用，带电粒子在磁场的作用下作圆周运动，进入缝隙后，电场极性变换，粒子被反向加速，进入右半盒，因速度增加，轨道半径也增加。然后又穿过缝隙，电场极性又变换，粒子不断地被加速。能量不断增大，成为高能粒子后引出轰击靶。2.回旋加速器用于产生高能粒子的装置，其结构为金属双D形盒，~B回旋加速器~B回旋加速器粒子的动能：轨道半径：粒子引出速度：振荡器的周期：做圆周运动的周期：回旋加速器一般适用于加速质量较大的粒子，不宜用于加速电子。粒子的动能：轨道半径：粒子引出速度：振荡器的周期：做圆周运动

目前世界上最大的回旋加速器在美国费米加速实验室，环形管道的半径为2公里。产生的高能粒子能量为5000亿电子伏特。

世界第二大回旋加速器在欧洲加速中心，加速器分布在法国和瑞士两国的边界，加速器在瑞士，储能环在法国。产生的高能粒子能量为280亿电子伏特。回旋加速器目前世界上最大的回旋加速器在美国费米加速实验室，环用于分析同位素和测量离子荷质比的重要仪器。(1)分析同位素

用于分离同位数有相同的质子数和电子数，但中子数不同的元素。它们的化学性质相同，无法用化学的方法将它们分离开。(2)质谱仪的工作原理

以速度v置入一带电量为q的粒子，粒子受到电场和磁场的共同作用。当粒子速度较小时，电场力大于洛伦兹力，粒子向左偏转被左极板吸收。+++---vE速度选择器FefLB3.质谱仪用于分析同位素和测量离子荷质比的重要仪器。(1)分析同位素

当粒子速度较大时，电场力小于洛伦兹力，粒子向右偏转被右极板吸收。当粒子速度满足电场力等于洛伦兹力时，有

于是速度满足上式的粒子竖直向下运动，穿过狭缝进入下方磁场B′；通过调整E和B可选择粒子速度。RB’+++---vE速度选择器FefLB质谱仪当粒子速度较大时，电场力小于洛伦兹力，粒子向右偏可知，质量大的同位素粒子，轨道半径大，质量小的同位素粒子，轨道半径小。不同质量的粒子在胶片屏上留下不同的质谱线。根据质谱线的位置，可推出同位素的质量。质谱线在B′中作圆周运动的轨道半径由RB’胶片屏+++---vE速度选择器FefLB7072737476锗的质谱质谱仪可知，质量大的同位素粒子，轨道半径大，质量小的同位素粒子，轨4、霍耳效应

1879年，霍耳（E.H.Hall）发现，把一载流导体放在磁场中时，如果磁场方向与电流方向垂直，则在与磁场和电流两者垂直的方向上出现横向电势差。称为霍耳效应，这电势差称为霍耳电势差。4、霍耳效应1879年，霍耳（E.H.H实验指出，在磁场不太强时，霍耳电势差

UH与电流I和磁感应强度B成正比，与板的宽d成反比。RH称为霍耳系数，仅与材料有关。实质：