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文档简介

1、带电粒子在匀强磁场中的运动 质谱仪,第十五章 第五节,高二 物理,带电粒子只受洛伦兹力作用的条件下，在匀强磁场中有两种典型的运动： 1v平行B时， 2v垂直B时，,做匀速直线运动,做匀速圆周运动,、带电粒子在匀强磁场中运动轨迹,思考: 1.电子作圆周运动的向心力由什么力提供？ 2.设粒子的质量为m，电量为q，匀强磁场磁感应强度为B,则粒子运动的轨道半径r、周期T如何表示？,1轨道半径r,由：,得：,二、粒子在匀强磁场中运动的规律,洛伦兹力提供向心力：,相同比荷的带电粒子，轨道半径跟运动速率成正比； 相同电量带电粒子，轨道半径跟粒子动量成正比； 相同速率带电粒子，轨道半径跟比荷成反比,公式讨论：

2、,在匀强磁场中做匀速圆周运动的粒子：,2运动周期T,得：,注意：周期跟轨道半径和运动速率均无关,由：,和, , , , ,例.一带电粒子分别以不同速率射入匀强磁场中，轨迹如图，粒子带何种电荷？比较速度V1和V2，周期T1和T2的大小。,1,2,V,电场既能使带电粒子加速，又能使带电粒子偏转； 磁场虽不能使带电粒子速率变化，但能使带电粒子发生偏转,电场和磁场都能对带电粒子施加影响:,例：一质量为m、电荷量为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，然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入匀强磁场B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。,

3、三、质谱仪,2 构造：,1 质谱仪:利用磁场对带电粒子的偏转,由带电粒子的电荷量,轨道半径确定其质量的仪器。,带电粒子注入器,偏转磁场,加速电场,通过测定d，再由q可得质量。,质谱仪工作原理,(1)带电粒子经加速电场：,(2)带电粒子经偏转磁场：,质量:,例、一有界的正方形匀强磁场区域，从a点以不同的速度水平射入两完全相同的带电粒子，一个从b点射出，一个从c点射出，则从b、c两点射出的粒子的速度之比 ； 在磁场中的运动时间之比 。,d,a,b,c,21,12,例 氢的同位素氕、氘、氚的原子核分别以相同的速率和相等的动量值在匀强磁场中在垂直磁场方向的平面内做匀速圆周运动，试分别确定他们的轨道半径

4、之比R1:R2:R3和运动周期之比T1:T2:T3,R1:R2:R3=1:2:3 T1:T2:T3 =1:2:3,解析：,电荷量之比为q1 :q2 :q3 =1:1:1,质量之比为m1 :m2 :m3=1:2:3,由洛伦兹力提供向心力得,（1）以相同速率运动时，,（2）以相同动量值运动时： R1:R2:R3 =1:1:1 T1:T2:T3 =1:2:3,U,S,S1,x,P,B,练习：质谱仪的离子源S产生的各种不同正离子束(速度可看作为零)，经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P上，设离子在P上的位置到入口处S1的距离为x，可以判断( ),A.若离子束是同位素，则x越大，质量越大 B.若

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