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7-4 带电粒子在电场和磁场中的运动 物理学 第五版 1-0 第一章教学基本要求 物理学 第五版 一 带电粒子在电场和磁场中所受的力 电场力 磁场力（洛伦兹力） 运动电荷在电场和磁场中受的力 + 二 带电粒子在磁场中运动举例 1 回旋半径和回旋频率 2 磁聚焦 （洛伦兹力不做功） 洛伦兹力 与 不垂直 螺距 磁聚焦 在均匀磁场中点 A 发射一束初速度相差不大的带电粒子, 它们的 与 之间的夹角 不同 , 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, 相交于屏上同一点, 此现象称为磁聚焦 . 应用 电子光学 , 电子显微镜等 . 3 电子的反粒子 电子偶 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 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . + - 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 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1 MeV的能量，为此1939年劳伦斯获诺贝尔物理学奖. 世界上比较具有代表性的加速器能将质子加速到5000亿电子伏特，其工作磁场达20000高斯，电磁铁总重量达8500多吨。 人们认识微观世界的层次越深入，所需要的“炮弹”能量就越大，把电子从原子中打出来需要10电子伏特的能量，而把核子从核中打出来需要8M电子伏特。 劳伦斯1831 8万电子伏特 5000亿电子伏特 每隔十年升高一个量级 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 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 . 4 霍耳效应 霍耳系数 I 霍耳电压 + + + + + + - - - - - I + + + + - - - P 型半导体 + - 霍耳效应的应用 （2）测量磁场 霍耳电压 （1）判断半导体的类型 + + + - - - N 型半导体 - I + - 量子霍尔效应（1980年） 霍耳电阻 7-4 带电粒子在电场和磁场中的运动 物理学 第五版 1-0 第一章教学基本要求 物理学 第五版