带电粒子在匀强磁场中的运动第一课时VIP专享VIP免费

3.63.6带电粒子在强带电粒子在强磁场中的运动磁场中的运动1、你对洛伦兹力有哪些了解？大小：f＝qvBsinα（α是V与B间的夹角）方向：用左手定则判断对运动电荷永不做功：因为f始终垂直于v一、带电粒子在匀强磁场中的运动带电粒子平行射入匀强磁场的运动状态，？（重力不计）问题1：问题2：带电粒子垂直射入匀强磁场的运动状态？（重力不计）1、理论推导匀速直线运动2、实验（1）洛伦兹力演示仪③励磁线圈（亥姆霍兹线圈）：作用是能在两线圈之间产生平行于两线圈中心的连线的匀强磁场②加速电场：作用是改变电子束出射的速度①电子枪：射出电子加速电压选择挡磁场强弱选择挡电子枪亥姆霍兹线圈洛伦兹力演示仪演示：用洛伦兹力演示仪观察运动电子在磁场中的偏转。首先进行讨论，根据洛伦兹力的知识预测电子束的径迹，然后观察检验你的预测。a、不加磁场时观察电子束的径迹b、给励磁线圈通电，观察电子束的径迹c、保持初射电子的速度不变，改变磁感应强度，观察电子束径迹的变化d、保持磁感应强度不变，改变出射电子的速度，观察电子束径迹的变化（3）实验结论①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磁场强度不变，粒子射入的速度增加，轨道半径也增大。③粒子射入速度不变，磁场强度增大，轨道半径减小。带电粒子在匀强磁场中的运动圆心一定在与速度方向垂直的直线上1.速度特征：速度大小不变，而方向随时间变化。2.半径特征：rvmBqv2Bqmvr3.周期特征BqmvrT22周期T与运动速度及运动半径无关通过通过威尔逊云威尔逊云室显示的室显示的正负电子正负电子在匀强磁在匀强磁场中的运场中的运动径迹动径迹通通过格雷过格雷塞尔气塞尔气泡室显泡室显示的带示的带电粒子电粒子在匀强在匀强磁场中磁场中的运动的运动径迹径迹例:一个带电粒子沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段轨迹如图所示，轨迹上的每一小段都可近似地看成一小段圆弧，由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小（带电量不变），从图中情况可以确定（）A．粒子从a到b，带负电B．粒子从a到b，带正电C．粒子从b到a，带正电D．粒子从b到a，带负电D一个质量为m、电荷量为+q的粒子，从容器下方的小孔S1飘入电势差为Ｕ的加速电场，然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为Ｂ的匀强磁场中，最后打到照相底片Ｄ上求：（１）求粒子进入磁场时的速率（２）求粒子在磁场中运动的轨道半径二、质谱仪结构与原理加速电场：使带电粒子加速v=偏转磁场区：使带电粒子轨迹发生偏转，并被拍照偏转半径r=mv/qB=发明者：阿斯顿（汤姆生的学生）精密测量带电粒子质量和分析同位素（测荷质比）的仪器mqU2mqU222qBmU22qBmU11．加速原理：利用加速电场对带电粒子做．加速原理：利用加速电场对带电粒子做正功使带电粒子的动能增加，正功使带电粒子的动能增加，qU=qU=EEkk．．2．直线加速器，多级加速如图所示是多级加速装置的原理图：加速器（一）、直线加速器（一）、直线加速器由动能定理得带电粒子经由动能定理得带电粒子经nn极的电场加极的电场加速后增加的动能为：速后增加的动能为：)(321nkUUUUqE3．直线加速器占有的空间范围大，在有限的空间范围内制造直线加速器受到一定的限制．三、回旋加速器三、回旋加速器11．．19321932年美国物理学家年美国物理学家劳伦斯劳伦斯发明了回旋加速器，发明了回旋加速器，实现了在较小的空间范围内进行多级加速．实现了在较小的空间范围内进行多级加速．1931年，加利福尼亚大学的劳伦斯提出了一个卓越的思想，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，发明了回旋加速器，第一台直径为27cm的回旋回速器投入运行，它能将质子加速到1Mev。1939年劳伦斯获诺贝尔物理奖。22．工作原理：．工作原理：利用电场对带电粒子的加速作用利用电场对带电粒子的加速作用和和磁场对运动电荷的偏转作用磁场对运动电荷的偏转作用来获得高能粒子，这些来获得高能粒子，这些过程在回旋加速器的核心部件——过程在回旋加速器的核心部件——两个两个DD形盒形盒和其和其间的间的窄缝窄缝...