带电粒子在磁场中的周期.ppt

学习目标 1．知道回旋加速器的基本构造及工作原理． 2．知道加速器的基本用途． 我们如何能知道原子核内部的情况？ 答：用高能粒子作为“炮弹”去轰击原子核。 1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核从而发现了质子 1932年，查德威克用一种中性粒子流分别轰击氢原子和氮原子，打出了一些氢核（质子）和氮核，测量出被打出的氮核和氢核的速度，并由此推算出这种粒子的质量而发现了中子． 1．直线加速器 问题２：根据图示条件，带电粒子被加速后获得了多少速度? 问题１：用什么方法可以加速带电粒子? 可知所需粒子速度越高，则加速电压就越高 问题３：由此看来，在带电粒子一定的条件下，要获得高能量的带电粒子，可采取什么方法? 问题４：此加速器有什么不足，如何改进？ 一级 二级 三级 n级 + - + - + - + - 世界最大直线加速器观测 宇宙最微观粒子 世界上最长的直线加速器位于美国斯坦福大学一座毫不 起眼的灰色建筑群内。美国斯坦福大学直线加速器实验室 的科学家们曾获得过三次诺贝尔奖，它发出的X射线自由电 子激光将比现有X射线源强大约100亿倍，从而使研究人员 们可以在化学反应期间拍摄原子和分子影片。 如图所示．设位于加速电场中心的粒子源发出一个带正电粒子，以速率v垂直进入匀强磁场中． 问题１:什么能让粒子转圈圈呢？ × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × 2．回旋加速器 问题３：如果要使带电粒 子在回旋器中不断加速， 怎么办？ 问题４：带电粒子在磁场中的周期会发生改变吗？所加交变电场的周期与粒子在磁场中运动的周期有什么关系？你如何解释“同步”？ 问题２：电场和磁场的作用是什么？ 问题6：如果Ｄ型盒的半径一定，磁感应强度B一定时，如果增加交变电场的电压，加速的次数怎样改变？ 问题5：如果Ｄ型盒的半径为R，粒子的质量为ｍ，电量为ｑ，求粒子获得的最大动能是多少？能说明什么问题？ o 例１．如图所示为一回旋加速器的示意图，已知D形盒的半径为R，中心上半面出口处O放有质量为m、带电量为q的正离子源．若磁感应强度大小为B。 求：(1)带电粒子在磁场中的周期. (2)加在D形盒间的高频电源的频率． (3)离子加速后的最大动能． 课堂练习．回旋加速器的D形盒半径为R，两盒间距为d，用它来加速质子时可使每个质子获得的最大动能为Ek，加速电压为U，已知质子的质量为m．质子的带电量e。求： (1)该质子的最大速度vm? (2)该加速器中偏转磁场的磁感应强度B? (3)质子在电场中加速一次所获得的能量E?总共加速多少次？转了多少圈？ (4)质子在D形盒中运动的时间? 小结： 周期：