带电粒子在电场中的运动公开课.ppt

恒谦教育 9 带电粒子在电场中的运动 丁肇中 1976年诺贝尔物理学奖获得者 直线粒子加速器 一、了解带电粒子： 1．带电的基本粒子：如电子，质子，α粒子，正负离子等。这些粒子所受重力和电场力相比在小得多，除非有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力。（但并不能忽略质量） 2．带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃等。除非有说明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。 思考：如何使一个带电粒子加速却不改变方向？ 二、带电体在电场中的加速问题： 例题1：如图所示，在真空中有一对平行金属板，由于接到电池组上而带电，两板间的电势差为U。若一个质量为m、带正电荷q的粒子，在静电力的作用下开始从正极板向负极板运动，计算它到达负极板时的速度。 思考：若带电粒子进入电场时具有初速度v0呢？ 算一算： 例题2：炽热的金属丝可以发射电子。在金属丝和金属板之间加以电压U=2500V，发射出的电子在真空中加速后，从金属板的小孔穿出。电子穿出时的速度由多大？ 思考: 2、如何用较低的电压获得较大的速度？ 1、通过电场加速获得的速度与哪些因素有关？ vn = 2q(U1+U2 +…+ Un) m 二、带电体在电场中的偏转问题： l d + - - - - - - - - + + + + + + + + + U v0 q、m F 思考: 1.q的受力怎样? 2.水平方向和竖直方向的运动性质怎样? 3.与学过的哪种运动形式类似?如何处理这类问题？ + v v0 vy y θ 偏转角 偏移距离 l d + - - - - - - - - + + + + + + + + + U v0 q、m F 思考: + v v0 vy y θ 偏转角 偏移距离 ④带电粒子在电场中运动的时问t； ⑤粒子在射出电场时竖直方向上的偏移距离； 粒子在垂直电场方向做匀速直线运动，所以有： 粒子在沿电场线方向做匀加速直线运动，所以有： l d + - - - - - - - - + + + + + + + + + U v0 q、m F 思考: + v v0 vy y θ 偏转角 偏移距离 ⑥粒子在离开电场时竖直方向的分速度； ⑦粒子在离开电场时的速度大小； ⑧粒子在离开电场时的偏转角度θ。 粒子在垂直电场方向做匀速直线运动，所以有： 粒子在沿电场线方向做匀加速直线运动，所以有： 三、示波管的原理： 示波器的核结构 —— 示波管 电子枪 偏转电极 四、小结： 一、带电粒子的加速 二、带电粒子的偏转 三、阴极射线管的原理 动力学观点 能量观点 垂直电场方向 平行电场方向 例1、三个电子在同一地点沿同一直线垂直飞入偏转电场，如图所示。则由此可判断（ ） A、 b和c同时飞离电场 B、在b飞离电场的瞬间，a刚好打在下极板上 C、进入电场时，c速度最大，a速度最小 D、c的动能增量最小， a和b的动能增量一样大 * * *