8-5 带电粒子在电场和磁场中的运动.ppt

同学们好！ D型盒 D型盒 缝隙 粒子束 振荡器 输出区 一.洛仑兹力 广义洛仑兹力: 电场力 磁场力（洛仑兹力） §8-5 带电粒子在电场和磁场中的运动 磁场对运动电荷的作用即洛仑兹力 大小： 方向：垂直于( )平面 特点：不改变 大小，只改变 方向。不对 做功。 方向 方向 二. 带电粒子在电磁场中的运动 匀速 直线 运动 匀强电场 匀强磁场 与 夹 角 与 夹 角 匀速率圆周运动 等螺距螺旋线运动 匀变速 直线运动 类平抛 类斜抛 1. 设有一均匀磁场，磁感应强度为 ，一电荷量为q、质量为m的粒子，以初速 进入磁场中运动。 （1）如果 与 相互平行 粒子作匀速直线运动。 （2）如果 与 垂直 粒子作匀速圆周运动。 周期 轨道半径 （3）如果 与 斜交成?角 粒子作螺旋运动。 2. 带电粒子在非均匀磁场中运动 会聚磁场中作螺旋运动的带正电的粒子掉向返转 反射— 磁镜 （1）磁约束装置 应用： 准稳态环形磁约束热核聚变实验装置 －－－中国环流器1号（四川乐山585所） 范?艾仑(Van Allen)辐射带 地磁场俘获宇宙射线中带电粒子形成内、外两层范艾伦辐射带 北极光 （2）磁聚焦 （洛仑兹力不做功） 洛仑兹力 与 不垂直 螺距 应用 电子光学 , 电子显微镜等 . 磁聚焦 在均匀磁场中某点 A 发射一束初速相差不大的带电粒子, 它们的 与 之间的夹角 不尽相同 , 但都较小, 这些粒子沿半径不同的螺旋线运动, 因螺距近似相等, 都相交于屏上同一点, 此现象称之为磁聚焦 . （3）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 用于产生高能粒子的装置，其结构为金属双 D 形盒，在其上加有磁场和交变的电场。将一粒子置于双 D形盒的缝隙处，在电场的作用下，能量不断增大，成为高能粒子后引出轰击靶. ~ （4）回旋加速器 回旋加速器原理图 N S B O ~ N 劳伦斯（1901－1958）：美国物理学家，因为发明和发展了回旋加速器，以及用它得到人工放射性元素获得1939年诺贝尔物理奖。 右图是真空室直径为10.2cm的第一台回旋加速器。 历史之旅 目前世界上最大的回旋加速器在美国费米加速实验室，环形管道的半径为2公里。产生的高能粒子能量为5000亿电子伏特。 世界第二大回旋加速器在欧洲加速中心，加速器分布在法国和瑞士两国的边界，加速器在瑞士，储能环在法国。产生的高能粒子能量为280亿电子伏特。 欧洲核子研究中心(CERN)座落在日内瓦郊外的加速器：大环是直径8.6km的强子对撞机，中环是质子同步加速器。 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 .