高中物理3-1 3.6.ppt

書式設定,書式設定,第,2,第,3,第,4,第,5,*,3.6,带电粒子在匀强磁场中的运动,物理新人教版选修,3-1,亥姆霍兹线圈,电 子 枪,磁场强弱选择挡,加速电压选择挡,洛伦兹力演示器,一,.,带电粒子在匀强磁场中的运动,当带电粒子,q,以速度,v,垂直进入匀强磁场中，它将做什么运动,?,带电粒子将在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动。,速度大小不变，而方向随时间变化。,周期,T,与运动速度及运动半径无关。,通过威尔逊云室显示的正负电子在匀强磁场中的运动径迹,通过格雷塞尔气泡室显示的带电粒子在匀强磁场中的运动径迹,例题：一个质量为,m,、电荷量为的粒子，从容器下方的小孔,S,1,飘入电势差为的加速电场，然后经过,S,3,沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为的匀强磁场中，最后打到照相底片上求：,（）求粒子进入磁场时的速率,（）求粒子在磁场中运动的轨道半径,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,、基本原理,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，由于粒子动量不同，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,3,、,推导,rqB/m,，若,D,形盒的半径为,R,，则带电粒子的最终动能：,所以，要提高加速粒子的最终能量，应尽可能增大磁感应强度,B,和,D,形盒的半径,R,为什么带电粒子经回旋加速器加速后的最终能量与加速电压无关？,解析：加速电压越高，带电粒子每次加速的动能增量越大，回旋半径也增加越多，导致带电粒子在,D,形盒中的回旋次数越少；反之，加速电压越低，粒子在,D,形盒中回旋的次数越多，可见加速电压的高低只影响带电粒子加速的总次数，并不影响引出时的速度和相应的动能，由,可知，增强,B,和增大,R,可提高加速粒子的最终能量，与加速电压高低无关,小结：,回旋加速器利用两,D,形盒窄缝间的电场使带电粒子加速，利用,D,形盒内的磁场使带电粒子偏转，带电粒子所能获得的最终能量与,B,和,R,有关，与,U,无关,如果尽量增强回旋加速器的磁场或加大,D,形盒半径，我们是不是就可以使带电粒子获得任意高的能量吗？,思考,本课小结：,一、带电粒子在磁场中的运动,平行磁感线进入：做匀速直线运动,垂直磁感线进入：做匀速圆周运动,半径：,R,mv,qB,周期：,T,2m,qB,二、质谱仪：研究同位素（测荷质比）的装置,由加速电场、速度选择器、偏转磁场组成,三、回旋加速器：使带电粒子获得高能量的装置,由,D,形盒、高频交变电场等组成,祝同学们学习愉快！,再见！,