高中物理教科版选修(3-1)3.5 教学课件 《洛伦兹力的应用》(教科版).ppt

S1S2S3+_应用二：质谱仪1.构造①带电粒子注入器②加速电场（U）③速度选择器（E、B1)④偏转磁场（B2)⑤照相底片2.加速U3.偏转4.应用测量带电粒子的质量和分析同位素阿斯顿利用质谱仪发现了氖20和氖22，证实了同位素的存在。应用二：质谱仪可见半径不同意味着比荷不同，意味着它们是不同的粒子回顾：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时周期有何特征？可见同一个粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期与速度无关回旋加速器就是根据这一特点设计的作用：为了探索原子核内部的构造，需要用高速带电粒子充当“炮弹”轰击原子核，从而引起原子内部的变化。怎样才能获得巨大的能量呢？++++U应用三：加速器磁场电场？利用电场加速带电粒子1.利用电场多次加速实验室需要很高的电压才能通过直线加速使粒子获得较大的速度，可是电压越高，对绝缘的要求也越高，否则仪器就会被击穿。加利佛尼亚斯坦福大学的粒子加速器直线加速器占地太大，能不能让它小一点？注入器部分:是全长204m的直线加速器，电子、正电子加速到1.5×109eV，占有的空间范围大，在有限的空间范围内制造直线加速器受到一定的限制．北京正负离子对撞机直线加速器可使粒子获得足够大的能量.但占地面积太大，能否既让带电粒子多次加速，获得较高能量，又尽可能减少占地面积呢？1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器,巧妙的应用带电粒子在磁场中的运动特点解决了这一问题世界上第一台回旋加速器,直径为27cm能将质子加速1Mev。劳伦斯卓越的思想:通过磁场的作用迫使带电粒子沿着磁极之间做螺旋线运动,把长长的电极像卷尺那样卷起来2.利用磁场使带电粒子偏转回旋1932年，美国物理学家劳仑斯发明了回旋加速器，从而使人类在获得具有较高能量的粒子方面迈进了一大步．为此，劳仑斯荣获了诺贝尔物理学奖．应用三：回旋加速器（1）回旋加速器的核心部件——①两个D形盒及两个大磁极②D形盒间的窄缝③高频交流电（2）回旋加速器的原理1、磁场的作用：偏转回旋2、电场的作用：加速3、交变电压的作用：保证带电粒子每次经过窄缝时都被加速。问题1：粒子被加速后，运动速率和运动半径都会增加，它的运动周期会增加吗？××××××××××××××××××××××××××问题2：在回旋加速器中，如果两个D型盒不是分别接在高频交流电源的两极上，而是接在直流的两极上，那么带电粒子能否被加速？请在图中画出粒子的运动轨迹。?畅言教育教育科学出版社选修|3-1畅言教育教育科学出版社选修|3-1谢谢观看！畅言教育畅言教育二维码扫一扫，提出你的建议！本课时编写：临沂外国语学校于海洋老师第3章·磁场洛伦兹力的应用[问题]：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：1、匀速直线运动。F洛=qvBF洛=02、带电粒子在匀强磁场中的运动（重力不计）匀速圆周运动。V-F洛????????????????V-F洛V-F洛V-F洛通过格雷塞尔气泡室显示的带电粒子在匀强磁场中的运动径迹V-F洛????????????????V-F洛=qvBV-F洛V-F洛洛仑兹力对电荷只起向心力的作用，故只在洛仑兹力的作用下，电荷将作匀速圆周运动。运动特点洛伦兹力总与速度方向垂直，不改变带电粒子的速度大小，所以洛伦兹力不对带电粒子做功。由于粒子速度的大小不变，所以洛伦兹力大小也不改变，加之洛伦兹力总与速度方向垂直，正好起到了向心力的作用。1.速度特征：速度大小不变，而方向随时间变化。2.半径特征：3.周期特征：周期T与运动速度及运动半径无关带电粒子在匀强磁场中匀速圆周运动应用一：利用磁场控制带电粒子的运动确定圆心的方法：圆心必定在与速度垂直的方向上；圆心必定在弦的中垂线的方向上f对一定的带电粒子（m，q一定），电视显像管的工作原理电视显像管应用了电子束在磁场中的偏转原理。电子枪——产生高能电子束通电线圈——提供磁场，使电子束发生偏转荧光屏——使电子束发光磁偏转与显像管由实验可以看出，把蹄形磁铁放在显像管管颈位置，电子束的运动径迹会发生变化，荧光屏上的发光点位置也会发生变化。我们使用的各种显示器磁偏转与显像管借助垂直于电子束运动方向的磁