关于带电粒子在“拼合场”中的运动—’08 备考综合热身辅导系列山东平原一中 魏德田 253100 在讨论带电“粒子”(基本粒子、颗粒或小球等)在复合场中的运动问题时,我们常把复合场分作“叠加场”和“拼合场”等两类
“粒子”在叠加场中的运动的有关问题,前已述及
本文拟通过带电粒子在“电拼场”、“磁拼场”和“电磁拼合场”等中运动的一些典型问题的分析和解决,对此类问题的解题规律作一初步探讨
一、带电粒子在“电拼场”中的运动所谓“电拼场”,指由两个或两个以上的有界电场拼和而成的复合场
粒子在该拼合场中受不同电场力的作用,往往既有“电加速”、又有“电偏转”现象发生
若电场力为恒力,则可时而“加速”、时而“减速”,或于此“加速”、于彼“类平抛”等等
亦即由于“场区切换”,常常导致运动形式的改变
[例题 1]如图—1 所示,为一真空示波管,电子从灯丝 K 发出(初速度不计),经灯丝与 A板间的加速电压 U1加速,从 A 板中心孔沿中心线 KO 射出,然后进入两块平行金属板 M、N 形成的偏转电场(实为匀强电场)中,其速度与电场方向互相垂直,电子经电场加速后打在荧光屏上的 P 点
已知加速电压为 U1,M、N 两板间的电压为 U2,l;两板间的距离为 d,板长为 L1,板右端到荧光屏的距离为 L2,电子的质量为 m,电荷量为 e
求:⑴ 电子穿过 A 板时速度的大小;⑵ 电子从偏转电场射出时的偏移量;⑶P 点到 O 点的距离
[解析] ⑴ 首先,设电子经电场加速后的速度为 v0,由动能定理,可得由①式即可求出电子穿过 A 板时速度的大小 ⑵ 其次,设电子从偏转电场射出时的“电偏移”为 y1
从而,由牛二定律、运动学公式可求出其大小 ⑶ 然后,分析可知电子打到荧光屏的 P 点到 O 点“总偏移”,应为“电偏移”y1与离开电场的“真空偏移”y2之和
从而,容易求出 y2的大小 进而,由②③式