第六节 洛伦兹力与现代技术 1.带电粒子沿垂直磁场方向进入匀强磁场时，洛伦兹力提供向心力，带电粒子做匀速圆周运动。2．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为 T＝，轨道半径为 r＝。3．利用质谱仪可以准确地测出各种同位素的原子量。4．回旋加速器由两个 D 形盒组成，带电粒子在 D 形盒中做圆周运动，每次在两个 D 形盒之间的窄缝区域被电场加速，带电粒子最终获得的动能为 Ek＝。一、带电粒子在磁场中的运动1．运动特点沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子，在匀强磁场中做匀速圆周运动。2．向心力由洛伦兹力提供，qvB＝m。3．半径r＝。4．周期T＝。二、质谱仪1．同位素原子序数相同、原子质量不同的原子。图 3612．质谱仪如图 361 所示。(1)P1P2之间的部分就是一个速度选择器，粒子要匀速通过狭缝应有 v＝。(2)带电粒子在 S0下方区域，在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动。其中轨道半径 r＝。 (3)以上两式消去 v 得＝。三、回旋加速器1．构造(1)核心部分：两个 D 形盒，置于巨大磁铁之间的真空容器中，如图 362 所示。图 362(2)粒子源：放于窄缝中心附近。(3)磁场：方向垂直于金属盒底面。(4)电场：两盒分别接在周期性变化的交变电源的两极上，窄缝中形成方向可变的加速电场，方向垂直于窄缝。2．工作原理及工作过程(1)工作原理：利用电场对带电粒子的加速作用和磁场对带电粒子的偏转作用，实现通过多次加速获得高能量的带电粒子。(2)工作过程：从位于两 D 形盒的缝隙中央处的粒子源放射出的带电粒子，经两 D 形盒间的电场加速后，垂直磁场方向进入某一 D 形盒内，在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，经磁场偏转半个周期后又回到缝隙。此时缝隙间的电场方向恰好改变，带电粒子在缝隙中再一次被加速，以更大的速度进入另一 D 形盒做匀速圆周运动……这样，带电粒子不断地被加速，直至带电粒子在 D 形盒沿螺旋轨道逐渐趋于盒的边缘，达到预期的速率后，用特殊装置把它们引出。1．自主思考——判一判(1)带电粒子进入匀强磁场后一定做匀速圆周运动。(×)(2)带电粒子的速度越大，在磁场中做圆周运动的半径越大。(×)(3)运动电荷在匀强磁场中做圆周运动的周期与速度无关。(√)(4)运动电荷进入磁场后(无其他场)可能做类平抛运动。(×)(5)应用质谱仪可以测定带电粒子的比荷。(√)(6)回旋加速器两狭缝可以接直流电源。(×)2．合作探究——议一议(1)带电粒子若垂直进入非匀强磁场后做半径不断变化的运动，这时公...
