高二物理选修3-1第六节洛仑兹力与现代技术（2课时）教学目标（一）知识目标1、知道回旋加速器的基本构造和加速原理．2、了解加速器的基本用途．（二）能力目标通过由直线加速器迁移到回旋加速器的教学，培养学生解决实际问题的能力，开阔学生解决问题的思路．（三）德育目标通过介绍我国高能粒子加速器——北京正负电子对撞机的研制，培养民族自豪感，激发同学们学习科学报效祖国的热情．教学重点回旋加速器的加速原理．教学难点加速电场的平行极板接的是交变电压，且它的周期和粒子的运动周期相同．教学用具回旋回速器挂图教学方法讨论法教学步骤(一)引入新课:在现代物理学中，为了研究物质的微观结构，人们往往利用能量很高的带电粒子作为“炮弹”，去轰击各种原子核，以观察它们的变化规律．为了大量地产生高能粒子，就要用到一种叫做加速器的实验设备．同学们一定听说过北京正负电子对撞机吧，它就是我国于1989年初投入运行的第一台高能粒子加速器，它能使正负电子束流的能量分别达到28亿电子伏．(二)进行新课1、直线加速器讨论：要使一个小金属球获得较大的速度，你能设计出几种方案？①根据动能定理：H越大，v也越大②根据动量定理：F越大，t越长，则v越大。问题1：如何使一个带电粒子获得能量（速度）？用心爱心专心服务电话：010-82780075利用加速电场给带电粒子加速：问题2：如何使一个带电粒子获得很大的速度？问题3：实际能不能加很高的电压？怎样解决？多级加速：分析：方法可行，但所占的空间范围大。问题4：能不能在较小的范围内实现多级加速？2、回旋加速器展示挂图（回旋加速器）（1）回旋加速器匀强磁场：带电粒子以某一速度垂直于磁场方向进入匀强磁场时，只在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，使带电粒子每次进入D形盒后都能运动相同的时间（半个周期）后，平行于电场方向进入电场中加速.交变电场：回旋加速器的两个D形盒之间的窄缝区域存在周期性变化的并垂直于两上D形盒直径的匀强电场D型盒物理过程介绍…（2）交变电压的周期T=（3）粒子能获得的最大能量推演…Em==注:带电粒子获得的最大能量与D形盒的半径有关.回旋加速器能将质子加速到25MeV左右,劳伦斯用它产生了人工放射性同位素，为此获得了1939年的诺贝尔物理学奖。思考:从刚才的定量讨论来看，通过回旋加速器获得的粒子能量和加速电压的大小有没有关系？(答:无关)例1:1989年初，我国投入运行的高能粒子加速器可把电子的能量加速到2.8GeV，若每级的加速电压U=200000V，需采用几级加速器？用心爱心专心服务电话：010-82780075例2:回旋回速器D型盒中央为质子流，D型盒间的交变电压为V，静止质子经电场加速后，进入D型盒，其最大轨道半径，磁场的磁感应强度T，问（1）质子最初进入D型盒的动能多大？（2）质子经回旋回速器最后得到的动能多大？（3）交变电源的频率。解析：在电场中加速获得的动能，粒子经回旋回速器最后的动能为：故有（1）（2）∴（3）小结:本节课我们介绍粒子加速的必要性，不同加速器的优点和缺陷，以及加速器发展的简单历史。最重要的还是介绍了回旋加速器的原理。虽然回旋加速器已经不是最先进的加速器，但在历史上占有特殊的地位，也与我们本章的知识息息相关，所以希望大家要相关的知识弄懂。作业:用心爱心专心服务电话：010-82780075
