带电粒子在电磁场中的运动.ppt

关于带电粒子在电磁场中的运动一、带电粒子在电磁场中的运动一、带电粒子在电场和磁场中所受的力二、磁聚焦三、回旋加速器四、霍尔效应第2页,共28页，2024年2月25日，星期天（1）磁场对运动电荷的作用大小：方向：垂直于（）平面特点：不改变大小，只改变方向。不对做功。第3页,共28页，2024年2月25日，星期天（2）带电粒子在均匀磁场中的运动

可分以下三种情况1）运动方向与磁场方向平行?=0F=0第4页,共28页，2024年2月25日，星期天2）运动方向与磁场方向垂直F??????????????????????????????????????????BR+v匀速圆周运动周期第5页,共28页，2024年2月25日，星期天3）运动方向沿任意方向B匀速圆周运动与匀速直线运动的合成螺距h?+v轨迹为螺旋线第6页,共28页，2024年2月25日，星期天载流导体放在磁场中，若磁场与电流方向垂直，则在与磁场和电流方向垂直方向上会出现电势差。如图霍耳效应可以用洛仑兹力解释，精确的解释只能用电子的量子理论.IIn型半导体,载流子为电子p型半导体,载流子为空穴(带正电)UI.4.第7页,共28页，2024年2月25日，星期天霍耳效应霍耳效应第8页,共28页，2024年2月25日，星期天I霍耳电压霍耳系数++++++-----第9页,共28页，2024年2月25日，星期天3.磁聚焦（洛仑兹力不做功）洛仑兹力与不垂直螺距第10页,共28页，2024年2月25日，星期天应用电子光学,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.第11页,共28页，2024年2月25日，星期天....................+-AA’K+dL..................................................................................................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第12页,共28页，2024年2月25日，星期天dL+-o第13页,共28页，2024年2月25日，星期天回旋加速器回旋加速器是一种能产生高能量带电粒子的机器回旋加速器原理图，它的主要部分作为电极的两个金属半圆形真空和放在高真空的容器中，然后将它们放在电磁铁所产生的强大均匀磁场中，磁场方与和的平面垂直。当两电极间加有高频交变电压时，两电极缝隙之间就存在高频交变电场，致使极缝间电场的方向在相等的时间间隔内迅速地交替改变。如果有一带正电荷的粒子，从极缝间的粒子源O中释放出来，那么，这个粒子在电场力的作用下，被加速而进入半盒。设这时粒子的速率已达，由于盒内无电场，且磁场的方向垂直于粒子的运动方向，所以粒子在内作匀速圆周运动。经时间后，粒子恰好到达缝，这时交变电压也将改变符号，即极缝间的电场正好也改变了方向，所以粒子又会在电场力的作用下加速进入盒，使粒子的速率由增加至，在内的轨道半径也相应地增大。第14页,共28页，2024年2月25日，星期天回旋加速器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1MeV的能量，为此1939年劳伦斯获得诺贝尔物理学奖.第15页,共28页，2024年2月25日，星期天二、磁