6、带电粒子在匀强磁场中的运动教程.ppt

6.3 带电粒子在匀强磁场中的运动;自学指导题 1、带电粒子垂直进入匀强磁场时做圆周运动的周期和半径公式你能推导出来吗？ 2、分析三维设计例2找出处理带电粒子在有界磁场中运动的方法 3、带电粒子在回旋加速器中如何实现加速？什么时候带电粒子的速度达到最大？加速交变电压变化频率与圆周运动频率是否相同？ 4、质谱仪的工作原理是怎样的？利用质谱仪可以求出什么物理量？;一、带电粒子在匀强磁场中的运动;1）圆周运动的半径; 例1. 一束带电粒子以同一速度，并从同一位置进入匀强磁场，在磁场中它们的轨迹如图所示.粒子q1的轨迹半径为r1，粒子q2的轨迹半径为r2，且r2＝2r1，q1、q2分别是它们的带电量.则 q1 带 电、q2带 电，比荷之比为 (q1/m1 ) : ( q2/m2 )＝ ，运动时间之比 。;3、确定带电粒子在有界磁场中运动轨迹的方法; 例2：如图所示，在y0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xy平面并指向纸面外，磁感应强度为B。一带正电的粒子以速度v0从O点射入磁场，入射方向在xy平面内，与x轴正向的夹角为θ。若粒子射出磁场的位置与O点的距离为L，求该粒子的电量和质量之比q/m。; 例2：如图所示，在y0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xy平面并指向纸面外，磁感应强度为B。一带正电的粒子以速度v0从O点射入磁场，入射方向在x0y平面内，与x轴正向的夹角为θ。若粒子射出磁场的位置与O点的距离为L，求该粒子的电量和质量之比q/m。;（一）质谱仪;例题：一个质量为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磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片D上（如图） （1）求粒子进入磁场 是的速率。 （2）求粒子在磁场中 运动的轨道半径。; 回旋加速器D形盒中央为质子流，D形盒的交流电压为U，静止质子经电场加速后，进入D形盒，其最大轨道半径为R，磁场的磁感应强度为B，问：;4、如图所示，一带正电粒子质量为m，带电量为q，从隔板ab上一个小孔P处与隔板成45°角垂直于磁感线射入磁感应强度为B的匀强磁场区，粒子初速度大小为v，则 (1)粒子经过???长时间再次到达隔板？ (2)到达点与P点相距多远？ （不计粒子的重力）;5、长为L的水平极板间，有垂直纸面向内的匀强磁场，如图所示，磁场强度为B，板间距离也为L，板不带电，现有质量为m，电量为q的带正电粒子（不计重力），从左边极板间中点处垂直磁场以速度v平行 极板射入磁场，欲使粒 子不打在极板上，则粒 子入射速度v应满足什 么条件？