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　第十三章　磁力　　 1 磁场对运动电荷的作用力 洛仑兹力 2 磁场对载流导线的作用力 安培力 3 磁场对载流线圈的作用力矩 电场力 磁场力 洛伦兹力的方向垂直于运动电荷的速度和磁感应强度所组成的平面，且符合右手螺旋定则。 带电粒子在电场和磁场中所受的力 ? q ? B v Fm 复习：洛伦兹力 洛仑兹(Hendrik Antoon Lorentz, 1853-1928) 1895年，洛仑兹根据物质电结构的假说，创立了经典电子论。洛仑兹的电磁场理论研究成果，在现代物理中占有重要地位。洛仑兹力是洛仑兹在研究电子在磁场中所受的力的实验中确立起来的。 洛仑兹还预言了正常的塞曼效益，即磁场中的光源所发出的各谱线，受磁场的影响而分裂成多条的现象中的某种特殊现象。 洛仑兹的理论是从经典物理到相对论物理的重要桥梁，他的理论构成了相对论的重要基础。洛仑兹对统计物理学也有贡献。 荷兰物理学家、数学家，因研究磁场对辐射现象的影响取得重要成果，与塞曼共获1902年诺贝尔物理学奖金。 2、速度方向与磁场方向垂直 洛仑兹力的大小 方向：垂直与速度的和磁场的方向 回旋半径 回旋周期 回旋频率 1、速度方向与磁场方向平行 　　洛仑兹力为零，粒子作直线运动。 + 13、1带电粒子在磁场中的运动 3、速度方向与磁场方向有夹角 　　把速度分解成平行于磁场的分量与垂直于磁场的分量 平行于磁场的方向： F//=0 ， 匀速直线运动 垂直于磁场的方向： F⊥=qvBsinθ，匀速圆周运动 粒子作螺旋线向前运动，轨迹是螺旋线。 回旋半径 回旋周期 螺距——粒子回转一周所前进的距离 h B ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 　　螺距d与v⊥无关，只与v//成正比，若各粒子的v//相同，则其螺距是相同的，每转 一周粒子都相交于一点，利用这个原理，可实现磁聚焦。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 应用 电子光学 , 电子显微镜等 . *电子的反粒子 电子偶 铅板 正电子 电子 显示正电子存在的云室照片及其摹描图 1930年狄拉克预言自然界存在正电子 *带电粒子在非均匀磁场中的运动 带电粒子进入轴对称会聚磁场，由于磁场的不均匀，洛仑兹力的大小要变化，所以不是匀速圆周运动。且半径逐渐变小。 使沿磁场的运动被抑，而被迫反转。象被“反射”回来一样——磁镜。 * 应用：磁约束 用于受控 热核反应中 地磁场，两极强，中间弱，能够捕获来自宇宙射线的的带电粒子，在两极之间来回振荡。 　1958年，探索者一号卫星在外层空间发现被磁场俘获的来自宇宙射线和太阳风的质子层和电子层——Van Allen辐射带 （1）电子比荷（e /m）的测定 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . + - A A’ K + d L . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 速度选择器 4、带电粒子在电场和磁场中的运动举例 d L + - o d L + - o d L + - o 上述计算 的条件 电子比荷 （2 ） 质谱仪 70 72 73 74 76 锗的质谱 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . + - 速度选择器 照相底片 质谱仪的示意图 3 ） 回旋加速器 1932年劳伦斯研制第一台回旋加速器的D型室. 此加速器可将质子和氘核加速到1MeV的能量，为此1939年劳伦斯获得诺贝尔物理学奖. 频率与半径无关 到半圆盒边缘时 回旋加速器原理图 N S B O ~ N 兰州重离子加速器 北京正负电子对撞机 合肥同步辐射加速器 我国四大加速器 上海同步辐射光源（2010.1） 我国于1994年建成的第一台强流质子加速器 ，可产生数十种中短寿命放射性同位素 . 　例 13.1 有一回旋加 速器，他 的交变 电压的 频率为 ，半圆形电极的半径为0.532m . 问 加