Lecture 33 带电粒子在电磁场中的运动.ppt

* 青岛科技大学　　　　　　　　　　　　　　　　　　大学物理讲义 * 一　带电粒子在电场和磁场中所受的力 电场力 磁场力 + 运动电荷在电场和磁场中受的力 方向：即以右手四指 由经小于 的角弯向 ，拇指的指向就是正电荷所受洛仑兹力的方向. 称为洛仑兹力(Lorentz force) 例 1 一质子沿着与磁场垂直的方向运动, 在某点它的速率为 . 由实验测得这时质子所受的洛仑兹力为 .求该点的磁感强度的 大小. 解 由于 与垂直 ，可得 问 1）洛仑兹力作不作功？ 2）负电荷所受的洛仑兹力方向？ 1 . 回旋半径和回旋频率 二　带电粒子在磁场中运动举例 2 . 电子的反粒子(antiparticle) 电子偶(electron pair) 显示正电子存在的云室照片及其摹描图 铝板 正电子 电子 1930年狄拉克预言自然界存在正电子 3 . 磁聚焦(magnetic focusing) （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 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . + - A A’ K + d L . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 三　带电粒子在电场和磁场中运动举例 1 . 电子比荷(也叫荷质比:charge mass ratio)的测定 速度选择器 d L + - o d L + - o d L + - o 上述计算 的条件 电子比荷 2 . 质谱仪(mass spectrometer) 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(cyclotron) 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 产生加速电场的交变电流频率与该频率相同。