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文档简介

1、3.6带电粒子在匀强磁场中的运动,问题1：带电粒子平行射入匀强磁场的运动状态？ （重力不计）,问题2：带电粒子垂直射入匀强磁场的运动状态？ （重力不计）,匀速直线运动,洛仑兹力提供向心力:,圆周运动的周期:,联立以上两式得:,洛伦兹力演示仪,例1：一个带电粒子，沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场粒子的一段径迹如下图所示径迹上的每一小段都可近似看成圆弧由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小(带电量不变)从图中情况可以确定,A粒子从a到b，带正电 B粒子从a到b，带负电 C粒子从b到a，带正电 D粒子从b到a，带负电,C,应用一：质谱仪,求粒子比荷、质量和分离同位素,例1 一个质量为m、电

2、荷量为q的粒子,从容器下方的小孔S1飘入电势差为U的加速电场,其初速度几乎为零,然后经过S3进入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后打到照相底片D上.(1)求粒子进入磁场时的速率.(2)求粒子在磁场中的轨道半径.,D,A,U,S1,S2,S3,B,76 73 72,可见半径不同意味着比荷不同，意味着它们是不同的粒子,这就是质谱仪的工作原理,质谱仪原理分析,1、质谱仪:是测量带电粒子质量和分析同位素的重要工具,2、工作原理将质量不等、电荷数相等的带电粒子经同一 电场加速再垂直进入同一匀强磁场，由于粒子质量不同，引起轨迹半径不同而分开，进而分析某元素中所含同位素的种类,质谱仪的两种装置,带电粒子质量m

3、,电荷量q,由电压U加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场,设轨道半径 为r,则有：,可得,带电粒子质量m,电荷量q,以速度v穿过速度选择器(电场强度E，磁感应强度B1),垂直进入磁感应强度为B2的匀强磁场.设轨道半径为r,则有：,qE=qvB1,可得：,均可测定荷质比,应用二：回旋加速器,1932年,美国物理学家劳仑斯发明了回旋加速器， 从而使人类在获得具有较高能量的粒子方面迈进了一大步为此，劳仑斯荣获了诺贝尔物理学奖,回旋加速器,回旋加速器,1、作用：产生高速运动的粒子,2、原理,用磁场控制轨道、用电场进行加速,回旋加速器,回旋加速器,交变,回旋加速器,交变电压的周期TE = 粒子在磁场中运动的周期TB,解： 当粒子从D形盒出口飞出时， 粒子的运动半径=D形盒的半径,回旋加速器,回旋加速器,问题6：D越

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