带电粒子在有界磁场中运动(上课)精要.ppt

复习：带电粒子在匀强磁场中的运动规律 垂直入射磁场的带电粒子做匀速圆周运动 确定带电粒子(不计重力)在有界磁场中运动轨迹的思路 找圆心，画轨迹，求半径　 找圆心 1、已知两点速度方向 2、已知一点速度方向和另一点位置 两洛伦兹力方向的延长线交点为圆心 弦的垂直平分线与一直径的交点为圆心 v1 O v2 A B v1 A B O 求半径： 几何法求半径 向心力公式求半径 利用平面几何的关系，要注意以下重要的几何特点： Φ(偏转角） Ａ v v O’ α Ｂ θ θ 粒子速度的偏向角φ等与圆心角α，并等于AB弦与切线的夹角θ（弦切角）的２倍．即φ=α=2θ O 运动时间的确定 O V0 P M V θ 注意：θ用弧度表示 【例】同一种带电粒子以不同的速度垂直射入匀强磁场中，其运动轨迹如图所示，则可知 （1）带电粒子进入磁场的速度值有几个？ （2）这些速度的大小关系为?????? ． （3）三束粒子从O点出发分别到达1、2、3点所用时间关系为????? ． V 1 2 3 3个 V3V2V1 t1=t2=t3 练习、如图1所示，两个相同的带电粒子，不计重力，同时从A孔沿AD方向射入一正方形空腔的匀强磁场中，它们的轨迹分别为a和b，则它们的速率和在空腔里的飞行时间关系是（ ） A．v a = v b , t a t b B．v a v b , t a t b C．v a v b , t a = t b D．v a v b , t a t b D A × × × × × × × × × × × × C B × × × × × × × × × × × × × × a b 图1 B 二、实际应用 加速电场：使带电粒子加速 v= 偏转磁场区：使带电粒子轨迹发生偏转，并被拍照 偏转半径 r=mv/qB= 1、质谱仪：精密测量带电粒子质量和分析同位素（测荷质比）的仪器 。 发明者：阿斯顿（汤姆生的学生 ） 1．加速原理：利用加速电场对带电粒子做正功使带电粒子的动能增加，qU=?Ek． 2．直线加速器，多级加速 　如图所示是多级加速装置的原理图： 直线加速器 由动能定理得带电粒子经n极的电场加速后增加的动能为： 3．直线加速器占有的空间范围大，在有限的空间范围内制造直线加速器受到一定的限制． 2、回旋加速器 （1）作用：产生高速运动的粒子 （2）原理 1）、两D形盒中有匀强磁场无电场，盒间缝隙有交变电场。 2）、交变电场的周期等于粒子做匀速圆周运动的周期。 二、实际应用 3）、电场使粒子加速，磁场使粒子回旋。 回旋加速器 粒子回旋的周期不随半径改变。让电场方向变化的周期与粒子回旋的周期一致，从而保证粒子始终被加速。