选修3-1 第3章第6节 带电粒子在匀强磁场中的运动.ppt

1、当粒子电荷的垂直磁场方向进入均匀的强磁场时，会做什么样的运动呢？思考：3.6粒子电荷在均匀的强磁场中的运动，洛伦兹力演示，电子枪，加速电压，励磁电流，f=0，粒子电荷在磁场中的运动，1 .匀速直线运动，粒子电荷的速度方向平行于磁场方向，粒子电荷受到的洛伦兹力为零2 .等速圆周运动-粒子电荷在磁场中运动，其受到的洛伦兹力总是垂直于速度方向，不工作，或者只改变粒子的速度方向，不改变粒子的速度的大小(动能)。 垂直进入磁场，粒子电荷在均匀的强磁场中进行等速圆周运动，考虑其轨道半径r和周期t是多少进行讨论，带电量q、质量m、速度v的粒子电荷垂直进入磁感应强度b的均匀的强磁场，半径r和周期t是多少，如图

2、所示。 温提示，1 .提供向心力，3 .等速圆周运动v，t和r的关系，4 .向心力大小的公式，洛伦兹力，2 .粒子电荷进行等速圆周运动的条件，洛伦兹力，均匀强磁场，v B，周期：半径：粒子电荷在垂直于磁场的方向上入射均匀强磁场，粒子的运动轨迹如图所示轨迹上的各段通过能够与圆弧近似的带电粒子的运动，沿路的空气电离，粒子的动能逐渐减少(电量不变)，因此从图中的状况来看，() a、粒子从a到b、带正电、粒子从b到a、带正电、粒子从a到b、带负电、粒子从b 在以o点为中心的半径r的圆形空间内，朝向垂直的纸面存在均匀的强磁场，带电粒子从a点以速度v0垂直于b点入射到磁场，从点射出，如果AOC为120，则

3、该带电粒子在磁场中运动的时间为.带电粒子分析均匀的强磁场的圆周运动的方法是分析中心点， 半径以及偏心角和运动时间的决定很重要，1 .中心点的决定：描绘带电粒子的运动轨迹中的任意2点(一般入射到磁场，出射到磁场的2点)洛伦兹力的方向，其延长的升交点是中心点。 (f-lo提供向心力，f-lo垂直于速度)，半径一般在确定圆心后用平面几何知识求出，经常求解三角形，2 .半径的确定：利用圆心和弦的切线角的关系，或四角形的内角和等于360。 计算粒子旋转的圆心角的大小，用式t=T求出运动时间。3、运动时间的确定：质谱仪的原理分析、1、质谱仪是测量粒子电荷质量和分析同位素的重要工具，2、将基本原理、质量相等

4、、电荷数相等的粒子电荷在相同电场下加速垂直放入相同的强磁场中，由于粒子动量的不同会引起轨迹半径的差异， 进而分析某个元素体中包含的同位素的种类，例题：从质量为m、电荷量相等的粒子容器下的小孔S1具有电位差地跳入加速电场，之后，通过S3在与磁场垂直的方向上进入具有磁感应强度的均匀的强磁场，最后碰到照相底片： ()粒子进入磁场时的速度()粒子进入磁场、加速器的种类、1 .普通加速器、2 .直线加速器、3 .回旋加速器、1 .普通加速器、粒子电荷在普通加速器获得的能量EK，一般只能达到数十万到数百万电子伏特 (ev )的直线加速器有多个加速电场，可以通过带电粒子获得更大的能量你认为a，带电粒子通过第

5、n个圆筒时的动能是多少？ 回旋加速器主要由d型外壳、强电吸铁石、交变电源、粒子源、引出装置等构成。 1 .构造，3 .回旋加速器，演出：a，a，b，A1，A1，B1，B1，2 .回旋加速器的原理，思考问题1 .带电粒子在d形壳体内进行圆周运动的周期是否随着半径的增大而变化？ 思考问题2 .粒子电荷在d外壳内做圆周运动的周期和2d外壳相连的射频波交流电源的周期有什么关系？是带电粒子在磁场中每半周加速，施加在二次元盒间的电压必须与带电粒子的运动同步，所以带电粒子的运动周期与射频波交流电源的周期相等，思考问题3 .带电粒子的最高能量与什么因素有关？ 四、总结通过这门课，主要学习了以下几个问题：1.直线加速器中粒子电荷得到的能量： Ek=nqU. 2 .回旋加速器的主要结构： d工况、强电吸铁石、交变电源、粒子源， 引出装置.3.回旋加速器的加速条件：交流电源的周期和在粒子电荷均匀的强磁场中进行等速圆周运动的周期相同.4.回旋加速器中，粒子电荷的最高能量为：在粒子电荷一定的条件下Em决定于d盒的最大半径和磁感应强度，带电粒子在均匀的强磁场中运动； 带电粒子沿垂直