1.6带电粒子加速课件

1、第一课时 带电粒子的加速,第六节 示波器的奥秘,粒子对撞机对撞里面的粒子,粒子对撞机,应用：两束质子将以光速撞击，制造“迷你版”宇宙大爆炸等等,LHC是世界最大的粒子加速器，它建于瑞士和法国边境地区地下100米深处的环形隧道中，隧道全长26.659公里。隧道内将维持在-271的极低温。这一温度将会出现超导现象，使得粒子在管道中几乎不受任何阻力，以至接近光速。对撞机从2003年开始建造，参与该项目的有来自80多个国家和地区的2000多名科学家和工程师，整个工程耗去54.6亿美元。 对撞机开足马力后，能把数以百万计的粒子加速至将近每秒钟30万公里，相当于光速的99.9999991%。粒子流每秒可在

2、周长为26.659公里的隧道内狂飙11245圈。,示波器的基本原理是带电粒子在电场力的作用下加速和偏转.,屏幕上的亮线是由电子束高速撞击荧光屏产生的.,粒子的运动像重力场中的什么运动？,不计粒子重力,V0 =0,自由落体，你答对了 ,+q,粒子的运动像重力场中的什么运动？,不计粒子重力,上抛运动，你答对了 ,粒子的运动象重力场中的什么运动？,不 计 粒 子 重 力,平抛运动，你答对了 ,一、带电粒子的加速,如图所示，在真空中有一对平行金属板，两板间加以电压U。两板间有一质量为m的带正电荷q的的粒子。它在电场力的作用下，由静止开始运动(不考虑粒子的重力）。,（1）试描述粒子的运动性质； （2）粒

3、子运动的加速度大小； （3）粒子到达负极板时，电场力做了多少的功； （4）粒子到达负极板时速度多大？,1、受力、运动分析:,水平向右的电场力；初速度为零的向右匀加速直线运动。,（4）解法一运用运动学知识求解,解法二运用能量知识求解（动能定理）,2、加速度:,当m、q一定， Vt的大小由U决定,变式一、试再求：粒子到达负极板时速度多大？,变式二、试再求：若粒子能够到达负极板 则粒子到达负极板时速度多大？,当m、q一定， Vt的大小由V0 和U决定,当m、q一定， Vt的大小由V0 和U决定,变式三、试再求：若粒子能够到达正极板，则粒子到达正极板时速度多大？,思考：粒子有没有不能到达正极板的情况？

4、,当m、q一定， Vt的大小由V0 和U决定,思考：若带电粒子是在非匀强电场中从A点由静止运动到B点，如何求到达B点的速度？（AB两点间电势差依然为U）,解法运用能量知识求解（动能定理）,结论：,U=W/q 适用于任何电场，所以电场力做功求解变式W=Uq也适用于任何电场，且与粒子的运动轨迹无关，与电场是否是匀强电场也无关。,解题思路：,小结,1、确定研究对象，进行受力分析；,2、确定对象的运动性质；,3、利用运动学知识或能量关系列关系式求解；,4、验证数据合理性。,适用匀强电场，也适用非匀强电场。,求v的方法（加速、减速均可）,方法2、动能定理,方法1：牛顿定律、运动学公式,适用匀强电场,（优

5、先考虑）,1、如图所示：在点电荷+Q的电场中有AB两点，将质子和氦核分别从A点静止释放到达B点时，求它们的速度大小之比？,分析：由动能定理可知,典型习题,2、下列粒子由静止经加速电压为U的电场加速后，哪种粒子动能最大 （ ） 哪种粒子速度最大 （ ） A、质子 B、电子C、氘核 D、氦核,与电量成正比,与荷质比有关,D,B,2、如图3所示，电子由静止开始从A板向B板运动，到达B板的速度为v，保持两板间的电压不变，则() A当增大两板间的距离时，速度v增大 B当减小两板间的距离时，速度v减小 C当减小两板间的距离时，速度v不变 D当减小两板间的距离时，电子在两板 间运动的时间增大,C,3、如图所示，两平行金属板间的距离是d，两板间的电压是U，今有一电子从两板间的O点沿着垂直于板的方向射出，到达A点后即返回.若OA距离为h，则此电子具有的初动能是（ ） A.edh/U B.edhU C.eU/dh D.ehU/d,D,4、如图甲所示，在平行板电容器A 、B两极板间加上如图乙所示的交变电压开始A板的电势比B板高，此时两板中间原来静止的电子在电场