人教版物理選修3-1第三章第6節(jié)帶電粒子在勻強磁場中運動 課件(共62張PPT)

1、帶電粒子在勻強磁場中的運動帶電粒子在勻強磁場中的運動 猜想與假設猜想與假設 F洛 洛 F洛 洛 F洛 洛 F洛 洛 亥姆霍茲線圈亥姆霍茲線圈 電電 子子 槍槍 磁場強弱選擇擋磁場強弱選擇擋 加速電壓加速電壓 選擇擋選擇擋 洛倫茲力演示器洛倫茲力演示器實驗：實驗： 勵磁線圈：作用是能在兩線圈之間產(chǎn)生平行于作用是能在兩線圈之間產(chǎn)生平行于 兩線圈中心的連線的勻強磁場兩線圈中心的連線的勻強磁場 加速電場：作用是改變電子束出射的速度 判斷下圖中帶電粒子（電量判斷下圖中帶電粒子（電量q q，重力不計）所受洛倫茲力的大小和，重力不計）所受洛倫茲力的大小和 方向：方向： - B v + v B 勻速直線運動勻

2、速直線運動 F F=0 一、一、 帶電粒子在勻強磁場中的運動（重力不計）帶電粒子在勻強磁場中的運動（重力不計） 勻速圓周運動勻速圓周運動 粒子運動方向與磁場有一夾角（大于粒子運動方向與磁場有一夾角（大于0度小于度小于90度）度）軌跡為螺線軌跡為螺線 + 一、一、帶電粒子運動軌跡的半徑帶電粒子運動軌跡的半徑 勻強勻強磁場中帶電粒子運動軌跡的半徑與哪些因磁場中帶電粒子運動軌跡的半徑與哪些因 素有關？素有關？ 思路思路: 帶電粒子做勻速圓周運動，洛倫茲力提帶電粒子做勻速圓周運動，洛倫茲力提 供向心力。供向心力。 可見可見r與速度與速度V、磁感應強度、磁感應強度B、粒子的比荷有關、粒子的比荷有關 r

3、v mqv 2 B qB mv r 例例1 1：一個帶電粒子，沿垂直于磁場的方向：一個帶電粒子，沿垂直于磁場的方向 射入一勻強磁場粒子的一段徑跡如下圖所射入一勻強磁場粒子的一段徑跡如下圖所 示徑跡上的每一小段都可近似看成圓示徑跡上的每一小段都可近似看成圓 弧由于帶電粒子使沿途的空氣電離，粒子弧由于帶電粒子使沿途的空氣電離，粒子 的能量逐漸減小的能量逐漸減小( (帶電量不變帶電量不變) )從圖中情況從圖中情況 可以確定可以確定 A A粒子從粒子從a a到到b b，帶正電，帶正電 B B粒子從粒子從a a到到b b，帶負電，帶負電 C C粒子從粒子從b b到到a a，帶正電，帶正電 D D粒子從粒

4、子從b b到到a a，帶負電，帶負電 C C - e 2v . . . . B T=2m/eBT=2m/eB 例例 2、勻強磁場中，有兩個電子分別以速率、勻強磁場中，有兩個電子分別以速率v和和2v沿垂沿垂 直于磁場方向運動，哪個電子先回到原來的出發(fā)點？直于磁場方向運動，哪個電子先回到原來的出發(fā)點？ v eB mv r 兩個電子同時回到原來的出發(fā)點兩個電子同時回到原來的出發(fā)點 運動周期和電子的速率無關運動周期和電子的速率無關 軌道半徑與粒子射入的速度成正比軌道半徑與粒子射入的速度成正比 v - e兩個電子軌道半徑如何？兩個電子軌道半徑如何？ 二、二、帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動時周期帶電粒

5、子在勻強磁場中做勻速圓周運動時周期 帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動 時周期有何特征？時周期有何特征？ B T mv rT q m2 qBv r2 可知 結合根據(jù) 可見同一個粒子在勻強磁場中做勻速圓周可見同一個粒子在勻強磁場中做勻速圓周 運動的周期與速度無關運動的周期與速度無關 回旋加速器就是根據(jù)這一特點設計的回旋加速器就是根據(jù)這一特點設計的 例例1 1一個帶負電粒子（質量為一個帶負電粒子（質量為m m，帶電量為，帶電量為q q），以速率），以速率v v在磁感在磁感 應強度為應強度為B B的勻強磁場中做逆時針圓周運動（沿著紙面），則該勻的勻強磁場中做逆時針圓

6、周運動（沿著紙面），則該勻 強磁場的方向為垂直于紙面向里還是向外？粒子運轉所形成的環(huán)強磁場的方向為垂直于紙面向里還是向外？粒子運轉所形成的環(huán) 形電流的大小為多大？形電流的大小為多大？ - m，q v F=qvB . . . . B 勻強磁場的方向為垂直于紙面向外 I=q/t I=q/T T=2T=2（mv/qBmv/qB）/v /v v r T 2 r mv qvB 2 qB mv r 2 m T qB I=q/T=qI=q/T=q2 2B/2mB/2m 1. 一束帶電粒子以同一速度，并從同一位置進入勻強一束帶電粒子以同一速度，并從同一位置進入勻強 磁場，在磁場中它們的軌跡如圖所示磁場，在磁場

7、中它們的軌跡如圖所示.粒子粒子q1的軌跡半的軌跡半 徑為徑為r1，粒子，粒子q2的軌跡半徑為的軌跡半徑為r2，且，且r22r1，q1、q2分分 別是它們的帶電量別是它們的帶電量.則則 q1 帶帶_電、電、q2帶帶_電，荷質電，荷質 比之比為比之比為 q1/m1 : q2/m2 _. r1 r2 v 2:1 正正 負負 解解: r=mv/qB q/m=v/Br1/r q 1/m1 : q2 /m2 = r2/r1 = 2:1 返回返回 2. 如圖所示，水平導線中有穩(wěn)恒電流通過，導線正如圖所示，水平導線中有穩(wěn)恒電流通過，導線正 下方電子初速度方向與電流方向相同，其后電子將下方電子初速度方向與電流方

8、向相同，其后電子將 ( ) (A)沿沿a運動，軌跡為圓；運動，軌跡為圓； (B)沿沿a運動，曲率半徑越來越??；運動，曲率半徑越來越??； (C)沿沿a運動，曲率半徑越來越大；運動，曲率半徑越來越大； (D)沿沿b運動，曲率半徑越來越小運動，曲率半徑越來越小. b v a I C 3. 質子和氘核經(jīng)同一電壓加速，垂直進入勻強磁場質子和氘核經(jīng)同一電壓加速，垂直進入勻強磁場 中，則質子和氘核的動能中，則質子和氘核的動能E1、E2，軌道半徑，軌道半徑r1、r2 的關系是的關系是 ( ) (A)E1E2，r1r2； (B)E1E2，r1r2； (C)E1E2，r1r2； (D)E1E2，r1r2. B 返

9、回返回 帶電粒子在帶電粒子在無界無界勻強磁場中的運動勻強磁場中的運動 F洛 洛=0 勻速直線運動勻速直線運動 F洛 洛=Bqv 勻速圓周運動勻速圓周運動 F洛 洛=Bqv 等距螺旋（等距螺旋（090） V/B VB v與與B成成角角 mV R qB 2 m T qB 在在 只只 有有 洛洛 侖侖 茲茲 力力 的的 作作 用用 下下 帶電粒子在磁場中運動情況研究帶電粒子在磁場中運動情況研究 1、找圓心：方法、找圓心：方法 2、定半徑：、定半徑： 3、確定運動時間：、確定運動時間： Tt 2 qB m T 2 注意：用弧度表示用弧度表示 幾何法求半徑幾何法求半徑 向心力公式求半徑向心力公式求半徑

10、利用利用vR 利用弦的中垂線利用弦的中垂線 確定帶電粒子在磁場中運動軌跡的方法確定帶電粒子在磁場中運動軌跡的方法 1 1、物理方法：、物理方法： 作出帶電粒子在磁場中兩個位置所受洛侖茲力，沿其方向作出帶電粒子在磁場中兩個位置所受洛侖茲力，沿其方向 延長線的交點確定圓心，從而確定其運動軌跡。延長線的交點確定圓心，從而確定其運動軌跡。 2 2、物理和幾何方法：、物理和幾何方法： 作出帶電粒子在磁場中某個位置所受洛侖茲力，沿其方向的作出帶電粒子在磁場中某個位置所受洛侖茲力，沿其方向的 延長線與圓周上兩點連線的中垂線的交點確定圓心，從而確延長線與圓周上兩點連線的中垂線的交點確定圓心，從而確 定其運動軌

11、跡。定其運動軌跡。 3 3、幾何方法：、幾何方法： 圓周上任意兩點連線的中垂線過圓心圓周上任意兩點連線的中垂線過圓心圓周上兩條切線圓周上兩條切線 夾角的平分線過圓心夾角的平分線過圓心過切點作切線的垂線過圓心過切點作切線的垂線過圓心 30 1.1.圓心在哪里圓心在哪里? ? 2.2.軌跡半徑是多少軌跡半徑是多少? ? O B d v 例例3 3： r=d/sin 3030o o =2d=2d r=mv/qB t=（ 3030o o /360360o o）T=T= T/12 T=2 m/qB T=2 r/v 小結：小結： r t/T= 3030o o /360360o o A =30 v qvB=

12、mvqvB=mv2 2/r/r t=T/12= m/6qB 3、偏轉角、偏轉角=圓心角圓心角 1、兩洛倫、兩洛倫力的交點即圓心力的交點即圓心 2、偏轉角：初末速度的夾角。、偏轉角：初末速度的夾角。 4.4.穿透磁場的時間如何求？穿透磁場的時間如何求？ 3 3、圓心角、圓心角 =? =? t=T/12= d/3vt=T/12= d/3v m=qBr/v=2qdB/vm=qBr/v=2qdB/v f f 1.如圖，虛線上方存在無窮大的磁場，一帶正電的粒子質如圖，虛線上方存在無窮大的磁場，一帶正電的粒子質 量量m m、電量、電量q q、若它以速度、若它以速度v v沿與虛線成沿與虛線成30300 0、

13、60600 0、90900 0、 1201200 0、1501500 0、1801800 0角分別射入，請你作出上述幾種情況下角分別射入，請你作出上述幾種情況下 粒子的軌跡、并求其在磁場中運動的時間。粒子的軌跡、并求其在磁場中運動的時間。 有界磁場問題： 入射角入射角300時時 qB m qB m t 3 2 6 1 入射角入射角1500時時 qB m qB m t 3 52 6 5 例例:如圖所示，在第一象限有磁感應強度為如圖所示，在第一象限有磁感應強度為B的的 勻強磁場，一個質量為勻強磁場，一個質量為m，帶電量為，帶電量為+q的粒子的粒子 以速度以速度v從從O點射入磁場，點射入磁場，角已知

14、，求粒子在磁角已知，求粒子在磁 場中飛行的時間和飛離磁場的位置（粒子重力場中飛行的時間和飛離磁場的位置（粒子重力 不計）不計） 粒子在磁場中做圓周運動的對稱規(guī)律：粒子在磁場中做圓周運動的對稱規(guī)律： 從同一直線邊界射入的粒子，從同一邊界射出時，從同一直線邊界射入的粒子，從同一邊界射出時， 速度與邊界的夾角相等。速度與邊界的夾角相等。 1 1、兩個對稱規(guī)律：、兩個對稱規(guī)律： 例例5 5、如圖所示，在半徑為、如圖所示，在半徑為r r的圓形區(qū)域內，有一個勻強的圓形區(qū)域內，有一個勻強 磁場，一帶電粒子以速度磁場，一帶電粒子以速度v v0 0從從M M點沿半徑方向射入磁場區(qū)，點沿半徑方向射入磁場區(qū)， 并由

15、并由N N點射出，點射出，O O點為圓心，點為圓心，AOB=120AOB=120，求粒子在磁場，求粒子在磁場 區(qū)的偏轉半徑區(qū)的偏轉半徑R R及在磁場區(qū)中的運動時間。（粒子重力不及在磁場區(qū)中的運動時間。（粒子重力不 計）計） r R 60 30 r/R=tan30 R=rtan60 o t=（ 6060o o /360360o o）T=T= T/6 T=2 R/v0 30 rR3 0 3 3 6v rT t r/R=sin30 R/r=tan60 臨界問題臨界問題 例：長為例：長為L的水平極板間，有垂直紙面向內的勻強磁場，如圖所的水平極板間，有垂直紙面向內的勻強磁場，如圖所 示，磁感強度為示，磁

16、感強度為B，板間距離也為，板間距離也為L，板不帶電，現(xiàn)有質量為，板不帶電，現(xiàn)有質量為m， 電量為電量為q的帶正電粒子（不計重力），從左邊極板間中點處垂直的帶正電粒子（不計重力），從左邊極板間中點處垂直 磁感線以速度磁感線以速度v水平射入磁場，欲使粒子不打在極板上，可采用水平射入磁場，欲使粒子不打在極板上，可采用 的辦法是：的辦法是： （ ） A使粒子的速度使粒子的速度v5BqL/4m C使粒子的速度使粒子的速度vBqL/m D使粒子速度使粒子速度BqL/4mv d r d/2 mv0/qB d/2 B 2mv0q/d r r1 1 r q mv0/13d m q2 v qUmv 2 1 S S

17、 2 21 U 可得：可得： 間，電場力做功獲得能間，電場力做功獲得能在在 q mU2 B 1 rv q mv r r v mqv ,v 2 可可得得：代代入入 洛洛侖侖茲茲力力提提供供向向心心力力垂垂直直進進入入磁磁場場以以速速度度 B B 可見半徑不同可見半徑不同 意味著比荷不同，意味著比荷不同， 意味著它們是不同意味著它們是不同 的粒子的粒子 這就是質譜儀的工作原理這就是質譜儀的工作原理 一、質譜儀一、質譜儀原理分析原理分析 1 1、質譜儀、質譜儀: :是測量帶電粒子質量和分析同位素的重要工具是測量帶電粒子質量和分析同位素的重要工具 2、工作原理、工作原理將質量不等、電荷數(shù)相等的帶電粒子

18、經(jīng)同一將質量不等、電荷數(shù)相等的帶電粒子經(jīng)同一 電場加速電場加速再垂直進入同一再垂直進入同一勻強磁場勻強磁場，由于粒子質量不同，由于粒子質量不同， 引起軌跡半徑不同而分開，進而分析某元素中所含同位素引起軌跡半徑不同而分開，進而分析某元素中所含同位素 的種類的種類 質譜儀的兩種裝置質譜儀的兩種裝置 帶電粒子質量帶電粒子質量m,電荷量電荷量q,由電壓由電壓U加速后垂直進加速后垂直進 入磁感應強度為入磁感應強度為B的勻強磁場的勻強磁場,設軌道半徑設軌道半徑 為為r,則有：則有： N U O M B 2 2 1 mvqU r mv qvB 2 可得可得 22 2 rB U m q 帶電粒子質量帶電粒子質

19、量m,電荷量電荷量q,以速度以速度v穿過速度選擇穿過速度選擇 器器(電場強度電場強度E，磁感應強度，磁感應強度B1),垂直進入磁感應強垂直進入磁感應強 度為度為B2的勻強磁場的勻強磁場.設軌道半徑為設軌道半徑為r,則有：則有： M B2 E B1 NqE=qvB1 r mv qvB 2 2 可得：可得： rBB E m q 11 均可測定荷質比均可測定荷質比 1.1.加速器的種類有哪些加速器的種類有哪些? ? 2.2.各自是如何實現(xiàn)對帶電粒子加速的各自是如何實現(xiàn)對帶電粒子加速的? ? 3.3.各有什么優(yōu)缺點各有什么優(yōu)缺點? ? 閱讀課本P101 思考下列問題思考下列問題 1 1加速原理：加速原

20、理： 利用加速電場對帶電粒子做正功使利用加速電場對帶電粒子做正功使 帶電粒子的動能增加。帶電粒子的動能增加。 二二. .加速器加速器 qUmv 2 1 2 + U + + + 2 2直線加速器（多級加速）直線加速器（多級加速） 如圖所示是多級加速裝置的原理圖：如圖所示是多級加速裝置的原理圖： 二二. .加速器加速器 直線加速器直線加速器 粒子在每個加速電場中的運動時間相等，粒子在每個加速電場中的運動時間相等， 因為交變電壓的變化周期相同因為交變電壓的變化周期相同 多級直線加速器有什么缺點？多級直線加速器有什么缺點？ 直線加速器直線加速器 利用加速電場對帶電粒子做正利用加速電場對帶電粒子做正 功

21、功,使帶電的粒子動能增加，使帶電的粒子動能增加， 即即 qU =Ek 直線加速器的多級加速：直線加速器的多級加速： 教材圖教材圖3.6-5所示的是多級所示的是多級 加速裝置的原理圖，由動能定理可知，帶電粒加速裝置的原理圖，由動能定理可知，帶電粒 子經(jīng)子經(jīng)n級的電場加速后增加的動能，級的電場加速后增加的動能， Ek=q（U1+U2+U3+U4+Un） 直線加速器占有的空間范圍大，在有限的空直線加速器占有的空間范圍大，在有限的空 間內制造直線加速器受到一定的限制。間內制造直線加速器受到一定的限制。 P1 圖圖3.6-5多級加速器多級加速器 P2P3P4P5P6 一級一級二級二級三級三級n級級 加速

22、原理：加速原理： 1932年年,美國物理學家勞侖斯發(fā)明了美國物理學家勞侖斯發(fā)明了 從而使人類在獲得具有較高能量的粒子方面邁進了從而使人類在獲得具有較高能量的粒子方面邁進了 一大步為此，勞侖斯榮獲了諾貝爾物理學獎一大步為此，勞侖斯榮獲了諾貝爾物理學獎 回旋加速器回旋加速器 1 1、作用：產(chǎn)生高速運動的粒子、作用：產(chǎn)生高速運動的粒子 2 2、原理、原理 用磁場控制軌道、用電場進行加速用磁場控制軌道、用電場進行加速 +- +- 不變 無關、與 T rv qB m T 2 2 D qB mv m qBD v 2 2 D qB mv 2 2 1 mvE K m DBq E K 8 222 D越大，越大，

23、EK越大，是不是只要越大，是不是只要D不斷增大，不斷增大， EK 就可以無限制增大呢就可以無限制增大呢? m DBq EK 8 222 2.交變電場的周期和粒子的運動周期交變電場的周期和粒子的運動周期 T相同相同-保證粒子每次經(jīng)過交變保證粒子每次經(jīng)過交變 電場時都被加速電場時都被加速 1. 粒子在勻強磁場中的運動周期不變粒子在勻強磁場中的運動周期不變 qB m T 2 3.帶電粒子每經(jīng)電場加速一次帶電粒子每經(jīng)電場加速一次,回旋半徑回旋半徑 就增大一次就增大一次,每次增加的動能為每次增加的動能為 qUE K 4.粒子加速的最大速度由盒的半徑?jīng)Q定粒子加速的最大速度由盒的半徑?jīng)Q定 周期與速度和軌道半

24、徑無關周期與速度和軌道半徑無關 帶電粒子做勻速圓周運動的周期公式帶電粒子做勻速圓周運動的周期公式 , qB m T 2 帶電粒子的周期在帶電粒子的周期在q、m、B不變的情況下與速度不變的情況下與速度 和軌道半徑無關。和軌道半徑無關。 因而圓運動周長因而圓運動周長 qB mv r 2 2 也將與也將與v成正比例地增大，成正比例地增大， 如果其他因素如果其他因素(q、m、B)不變不變, 則當速率則當速率v加大時加大時, qB mv r 得知圓運動半徑將與得知圓運動半徑將與v成正比例地增大成正比例地增大, 由由 因此運動一周的時間（周期）仍將保持原值。因此運動一周的時間（周期）仍將保持原值。 最終能

25、量最終能量 粒子運動半徑最大為粒子運動半徑最大為D形盒的半徑形盒的半徑R 帶電粒子經(jīng)加速后的最終能量：帶電粒子經(jīng)加速后的最終能量： 由由 qB mv R 有有 , m qBR v 所以最終能量為所以最終能量為 m qRB mvEk 22 1 222 2 討論：要提高帶電粒子的最終能量，應采取什討論：要提高帶電粒子的最終能量，應采取什 么措施？么措施？ 回旋加速器加速的帶電粒子回旋加速器加速的帶電粒子, 能量達到能量達到25 MeV 30 MeV后，就很難再加速了。后，就很難再加速了。 在磁場中做圓周運動在磁場中做圓周運動,周期不變周期不變 每一個周期加速兩次每一個周期加速兩次 電場的周期與粒子

26、在磁場中做圓周運動周期相電場的周期與粒子在磁場中做圓周運動周期相 同同 電場一個周期中方向變化兩次電場一個周期中方向變化兩次 粒子加速的最大速度由盒的半徑?jīng)Q定粒子加速的最大速度由盒的半徑?jīng)Q定 電場加速過程中電場加速過程中,時間極短時間極短,可忽略可忽略 結論結論 .關于回旋加速器的工作原理，下列說法正確的是：關于回旋加速器的工作原理，下列說法正確的是： A、電場用來加速帶電粒子，磁場則使帶電粒子回旋、電場用來加速帶電粒子，磁場則使帶電粒子回旋 B、電場和磁場同時用來加速帶電粒子、電場和磁場同時用來加速帶電粒子 C、同一加速器，對某種確定的粒子，它獲得的最大、同一加速器，對某種確定的粒子，它獲得

27、的最大 動能由加速電壓決定動能由加速電壓決定 D、同一加速器，對某種確定的粒子，它獲得的最大、同一加速器，對某種確定的粒子，它獲得的最大 動能由磁感應強度動能由磁感應強度B決定和加速電壓決定決定和加速電壓決定 (A) 8回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分 是分別與高頻交流電兩極相連接的兩個是分別與高頻交流電兩極相連接的兩個D形金屬盒，形金屬盒， 兩盒間的狹縫中形成的周期性變化的勻強電場，使粒兩盒間的狹縫中形成的周期性變化的勻強電場，使粒 子在通過狹縫時都能得到加速兩子在通過狹縫時都能得到加速兩D形金屬盒處于垂形金屬盒處于垂 直于盒底面的勻強磁場

28、中，如圖所示，設勻強磁場的直于盒底面的勻強磁場中，如圖所示，設勻強磁場的 磁感應強度為磁感應強度為B，D形金屬盒的半徑為形金屬盒的半徑為R，狹縫間的距，狹縫間的距 離為離為d，勻強電場間的加速電壓為，勻強電場間的加速電壓為U，要增大帶電粒子，要增大帶電粒子 （電荷量為（電荷量為q質量為質量為m，不計重力）射出時的動能，則，不計重力）射出時的動能，則 下列方法中正確的是：下列方法中正確的是： ( ) A增大勻強電場間的加速電壓增大勻強電場間的加速電壓 B減小狹縫間的距離減小狹縫間的距離 C增大磁場的磁感應強度增大磁場的磁感應強度 D增大增大D形金屬盒的半徑形金屬盒的半徑 d R B U 解：解：

29、 qB mv R m qBR v m )qBR( mvEk 22 1 2 2 C D 北京正負電子對撞機：撞出物質奧秘北京正負電子對撞機：撞出物質奧秘 大科學裝置的存在和應用水大科學裝置的存在和應用水 平，是一個國家科學技術發(fā)展的平，是一個國家科學技術發(fā)展的 具象。它如同一塊巨大的磁鐵，具象。它如同一塊巨大的磁鐵， 能夠集聚智慧，構成一個多學科能夠集聚智慧，構成一個多學科 陣地。作為典型的大科學裝置，陣地。作為典型的大科學裝置， 北京正負電子對撞機的重大改造北京正負電子對撞機的重大改造 工程就是要再添磁力。工程就是要再添磁力。 北京正負電子對撞機在我國大科學裝置工程中赫赫有名，北京正負電子對撞

30、機在我國大科學裝置工程中赫赫有名， 為示范之作。為示范之作。1988年年10月月16日凌晨實現(xiàn)第一次對撞時，曾被日凌晨實現(xiàn)第一次對撞時，曾被 形容為形容為“我國繼原子彈、氫彈爆炸成功、人造衛(wèi)星上天之后，我國繼原子彈、氫彈爆炸成功、人造衛(wèi)星上天之后， 在高科技領域又一重大突破性成就在高科技領域又一重大突破性成就”。北京正負對撞機重大改。北京正負對撞機重大改 造工程的實施，將讓這一大科學裝置造工程的實施，將讓這一大科學裝置“升級換代升級換代”，繼續(xù)立在，繼續(xù)立在 國際高能物理的前端。國際高能物理的前端。 北京正負電子對撞機重大改造工程完工后，北京正負電子對撞機重大改造工程完工后，將成為世界上將成為

31、世界上 最先進的雙環(huán)對撞機之一最先進的雙環(huán)對撞機之一。 世界上最大、能量最高的粒子加速器世界上最大、能量最高的粒子加速器 歐洲大型強子對撞機歐洲大型強子對撞機 世界最大對撞機啟動模擬宇宙大爆炸世界最大對撞機啟動模擬宇宙大爆炸 中國參與研究中國參與研究 這項實驗在深入地底這項實驗在深入地底100米、長達米、長達27公里的環(huán)型隧道內進行。公里的環(huán)型隧道內進行?？茖W家預計，科學家預計， 粒子互相撞擊時所產(chǎn)生的溫度，比太陽溫度還要高粒子互相撞擊時所產(chǎn)生的溫度，比太陽溫度還要高10萬倍，就好比萬倍，就好比137億年前宇億年前宇 宙發(fā)生大爆炸時那一剎那的情況。宙發(fā)生大爆炸時那一剎那的情況。 在瑞士和法國邊

32、界地在瑞士和法國邊界地 區(qū)的地底實驗室內，科學區(qū)的地底實驗室內，科學 家們正式展開了被外界形家們正式展開了被外界形 容為容為“末日實驗末日實驗”的備受的備受 爭議的計劃。他們啟動了爭議的計劃。他們啟動了 全球最大型的強子對撞機全球最大型的強子對撞機 (LHC)，把次原子的粒子把次原子的粒子 運行速度加快至接近光速運行速度加快至接近光速， 并將互相撞擊，模擬宇宙并將互相撞擊，模擬宇宙 初開初開“大爆炸大爆炸”后的情況。后的情況。 科學家希望借這次實驗，科學家希望借這次實驗， 有助解開宇宙間部分謎團。有助解開宇宙間部分謎團。 但有人擔心，今次實驗或但有人擔心，今次實驗或 會制造小型黑洞吞噬地球，會制造小型黑洞吞噬地球， 令末日論流言四起。令末日論流言四起。 四、霍爾效應四、霍爾效應 1879 1879年霍耳發(fā)現(xiàn)，把一載流導體放在磁場中，如果磁場年霍耳發(fā)現(xiàn)，把一載流導體放在磁場中，如果磁場 方向與電流方向垂直，則在與磁場和電流二者垂直的方向上方向與電流方向垂直，則在與磁場和電流二者垂直的方向上 出現(xiàn)橫向電勢差，這一現(xiàn)象稱之為霍耳現(xiàn)象。出現(xiàn)橫向電勢差，這一現(xiàn)象稱之為霍耳現(xiàn)象。 四、霍爾效應四、霍爾效應 quBf 如圖，導電板高度為如圖，導電板高度為b b厚度為厚度為 d d放在垂直于它