(公开课)带电粒子在匀强磁场中的运动

1、复习，电力电线在磁场中接收的安培力是大量移动电荷所接收的洛伦兹力的宏观表达。1，洛伦兹力是什么？和安培的关系？洛伦兹力：移动电荷在磁场中受到的力，2，洛伦兹力的方向是如何确定的？洛伦兹力的方向判定为左手定律(1)四指指向正电荷的移动方向，或指向负电荷运动的相反方向。(2)洛伦兹力垂直于所在的平面。3，洛伦兹力的大小如何计算？(1)电荷移动方向与磁场方向垂直(vB)时f=qvB。(2)电荷移动方向与磁场方向平行时(v /B)，电荷不受洛伦兹力的影响。问题：在下图中，带电粒子(功率q，重力数不清)确定洛伦兹力的大小和方向。F=qvB，F=0，运动形式，1，带电粒子平行于强磁场射出-恒定直线运动。2

2、，带电粒子是垂直于均匀磁场发射的吗？第三章磁场，3.6带电粒子的平衡在强磁场内的运动，理论分析：F-B，v，洛伦兹力垂直于总速度方向，并且不改变带电粒子的速度大小，因此洛伦兹力对带电粒子不起作用。在下图中，带电粒子(无限功率q，重力)受到的洛伦兹力的大小和方向，即运动形式，1，带电粒子平行辐射的强磁场-恒定直线运动。2，带电粒子垂直发射强磁场-，均匀圆运动，1，均匀强磁场中带电粒子的运动，实验验证洛伦兹力演示仪，洛伦兹力演示仪，线圈打开时B=0，线圈打开时B0方向垂直线圈平面向内模拟想法：带电粒子进行匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力。示例1:在垂直于磁场的方向上均匀地射向强磁场粒子的一部分带电

3、粒子的每个轨道(r)可以近似地看作是带电粒子。带电粒子导致大气电离，粒子的能量逐渐减少(功率保持不变)，a粒子从a到b，正电b粒子从a到b，带负电荷的c粒子从b到a，带正电荷的d粒子从b到a，带负电荷的c，应用：在相同磁场中徐璐带不同电荷的粒子的追踪路径不同质谱仪，测量粒子圆周运动半径，计算粒子比例或计算质量，分析同位素的工具。示例2:质量为m，电荷为q的粒子从容器下的小孔S1转移到功率为u的加速度电场，初始速度接近0，然后经过S3以垂直于磁场的方向进入磁刘涛强度为b的均匀磁场，最后撞击照相胶片d。(1)寻找粒子进入磁场时的速度。(2)在磁场中寻找运动粒子的轨道半径。，徐璐不同的可见半径是徐璐

4、不同的粒子，2，带电荷的粒子在均匀磁场中进行匀速圆周运动时的周期，带电荷的粒子在均匀磁场中进行匀速圆周运动时的周期是什么意思？可以看出，同一粒子在同一磁场内以恒定速度进行圆周运动的周期与速度无关。中原子核和粒子从停止开始就被相同的电场加速，然后垂直进入相同的均匀磁场，以圆周运动移动。这两个粒子的(1)动能的比例是多少？(2)轨道半径的比率是多少？周期费是多少？综合教育，1:2，1:1，1:1，加速器，问题1:如何加快带电粒子？可以使用加速电场加速带电粒子。问题2:要使具有正电的粒子获得更大的速度(能量)，请执行以下操作？使用多个电场使带电粒子加速多级，使用上面的图表执行多级加速度真的可能吗？有

5、什么问题？如何改善呢？1932年，斯坦福大学的加速器，美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器(回旋加速器)，为人类获得高能量粒子迈出了一大步，劳伦斯在诺贝尔物理学奖，2，回旋加速器，1，结构：2个d型箱子和2个大极d型箱子之间的窄狭缝高频交流电，2，利用磁场控制轨道，利用电场加速，问题1:如果粒子加速，运动速度和运动半径都会增加，其运动周期会增加吗？问题2:在回旋加速器(回旋加速器)中，如果两个d盒分别连接到直流的正极，而不是高频交流电源的正极，充电粒子是否可以加速？尝试在图中绘制粒子的运动轨迹。问题3:每次通过电场时，粒子要加速，必须在电极上添加电压。交变，交变电压周期TE=粒子在磁场中运动的周

6、期TB，根据下图，带电粒子为了持续加速而提供的电压应该满足什么要求？问题4:回旋加速器带电粒子的最终能量是由哪些因素决定的？观点1:电场用于加速，磁场用于旋转，我认为最终能量应该与磁场无关。应该与电场相关，加速度电压越高，粒子的最终能量就越高。对吧？视图2:如果运动半径最大的Rm=mVm/qB，Vm=qBRm/m半径最大，则速度也应该最大。带电粒子的最大半径等于d框的半径时，粒子的速度达到最大值。对吧？问题5:已知d盒的直径为d，均匀磁场的磁刘涛强度为b，交变电压的电压为u，球：从出口射出时粒子的速度v=？解决方案：粒子从D框出口飞出去时，粒子的运动半径=D框的半径；问题6:已知D框的直径为D

7、，均匀磁场的磁刘涛强度为b，交变电压为u，3360(1)从出口出来时，粒子的动能Ek=？(2)要增加粒子的最大动能，可以采取什么措施？(？其实不是。使用这种典型的回旋加速器提高粒子的速度，最大能量达到20MeV，这是因为当粒子的速度接近光速时，根据相对论原理，粒子的质量会根据速度大幅度增加，从而改变粒子的旋转周期，破坏加速器的同步条件。2，交变电场周期和粒子的移动周期t相同- 1，保证粒子在均匀磁场中的移动周期恒定，2，回旋加速器摘要，3，最大粒子加速速度由长方体半径决定，为了得到具有更高能量的带电粒子，人们继续寻找新的方法，例如使交变功率的波动周期总是与粒子的旋转周期一致，结果，同步周期美国费米研究所加速器，示例1:解释回旋加速器内电场和磁场的作用，准确地说，a，电场和磁场都对带电粒子起到加速作用。b，电场和磁场交替作用于带电粒子的c，只有电场对带电粒子起加速作用。d，磁场的作用是使带电粒子在d框中以一定的速度运动圆周。CD，示例2:质量为m，电为q的带电粒子在回旋加速器中央狭缝的中央静态发射，在电场加速后进入磁刘涛强度b的均匀磁场中进行圆周运动，将电场的加速度电压设置为u，粒子第一次进行匀速圆周运动的轨道半径R0=，磁场中的粒子周期T=。交变电压周期T=？例子3:你能把质子加速到v，得到动能EK (1)能加速粒子的速度吗？(