带电粒子在匀强磁场中的运动(新课).ppt

判断下图中带电粒子（电量q，重力不计）所受洛伦兹力的大小和方向： 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（图3.6-4）。 ⑴求粒子进入磁场时的速率。 ⑵求粒子在磁场中运动的轨道半径。 带电粒子在汽泡室运动径迹的照片。有的粒子运动过程中能量降低，速度减小，径迹就呈螺旋形。 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． * 带电粒子 在匀强磁场中的运动 带电粒子在磁场中的运动形式 F 1、匀速直线运动。 2、匀速圆周运动。 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力就是它做圆周运动的向心力 请你推导半径和周期表达式。 实验演示 3、粒子运动方向与磁场有一夹角（大于0度小于90度）轨迹为螺线 请你作出上述几种情况下粒子的轨迹、并求其在磁场中运动的时间。 入射角300时 入射角300时 入射角1500时 入射角1500时 二、质 谱 仪 质谱仪最初是由汤姆生的学生阿斯顿设计的，他用质谱仪发现了氖20和氖22，证实了同位素的存在。现在质谱仪已经是一种十分精密的仪器，是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。 三、回 旋 加 速 器 三、回旋加速器 要认识原子核内部的情况，必须把核“打开”进行“观察”。然而，原子核被强大的核力约束，只有用极高能量的粒子作为“炮弹”去轰击，才能把它“打开”。产生高能“炮弹”的“工厂”就是各种各样的粒子加速器。 三、回旋加速器 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： （一）直线加速器 3.困难：技术上不能产生过高电压；加速设备长。 直线加速器 多级直线加速器应具备的条件： 筒间加速 筒内静电屏蔽 ①利用电场加速带电粒子； ②通过多级加速获得高能粒子； ③将加速电场以外的区域静电屏蔽； ④采用交变电源提供加速电压； ⑤电场交替变化与带电粒子运动应满足同步条件． 回旋加速器 2.原理 三、回旋加速器 原理：电场使粒子加速，磁场使粒子回旋。 回旋周期： ，与半径、速度的大小无关。 离盒时粒子的最大动能： 与加速电压无关，由半径决定。 三、回旋加速器 回旋加速器的局限性 （1）D形盒半径不能无限增大 （2）受相对论效应制约，质量随速度而增大，周期T变化。 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. 1932年劳伦斯研制第一台回旋加速器的D型室. 三、回旋加速器 三、回旋加速器 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 . *