帶電粒子復(fù)合場(chǎng)：速度選擇器,回旋粒子加速器

1、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)之走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室之走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室鹽山中學(xué)魏霞溫故知新溫故知新1帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做什么運(yùn)動(dòng)？帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做什么運(yùn)動(dòng)？2半徑半徑R，周期，周期T多少？多少？鞏固檢測(cè) 一帶電粒子的一段徑跡如圖，由于帶電粒子的運(yùn)動(dòng)使沿途的空氣電離，粒子的動(dòng)能逐漸減小（電量不變），試討論:1粒子的電性？ 2運(yùn)動(dòng)路徑a到b？b到a?正電正電由于由于V減小減小，R=mv/qB,R減小減小所以由所以由b運(yùn)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)到a預(yù)習(xí)檢驗(yàn)預(yù)習(xí)檢驗(yàn):1復(fù)合場(chǎng)復(fù)合場(chǎng):電場(chǎng)、電場(chǎng)、磁場(chǎng)磁場(chǎng)和重力場(chǎng)并存和重力場(chǎng)并存,或其中某或其中某兩場(chǎng)并存兩場(chǎng)并存,或分區(qū)域存在或分區(qū)域存在2基本粒子：電子，質(zhì)子

2、，基本粒子：電子，質(zhì)子，粒子粒子 。 受力分析通常不考慮重力受力分析通常不考慮重力探究一探究一速度選擇器速度選擇器平行板電容器件中，電場(chǎng)強(qiáng)度平行板電容器件中，電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度B互相垂直，互相垂直，一帶電為一帶電為+q的粒子水平射入該極板間，為使粒子沿虛線的粒子水平射入該極板間，為使粒子沿虛線射出求速度射出求速度v ?確定對(duì)象確定對(duì)象受力分析受力分析運(yùn)動(dòng)情況運(yùn)動(dòng)情況列式求解列式求解帶電粒子帶電粒子二力平衡二力平衡Eq=qvB得得V=E/BF=qvBF=Eq親，你的解題思路親，你的解題思路是什么？是什么？思考：思考：V=E/B不變不變1反方向飛入，能沿直線飛出嗎？反方向飛入，能沿

3、直線飛出嗎？2電量電量-q，能以，能以v沿直線飛出嗎？沿直線飛出嗎？3改變粒子質(zhì)量，能沿直線飛出嗎？改變粒子質(zhì)量，能沿直線飛出嗎？4如何使粒子向下偏轉(zhuǎn)？粒子的動(dòng)能怎么變？如何使粒子向下偏轉(zhuǎn)？粒子的動(dòng)能怎么變？ 只能選擇：只能選擇：V=E/q速度的大小和方向速度的大小和方向，對(duì)電量、電性、質(zhì)量對(duì)電量、電性、質(zhì)量無選擇性無選擇性向下偏轉(zhuǎn)向下偏轉(zhuǎn)，EqqvB可以增加增加E，或減小，或減小B F=qvBF=Eq請(qǐng)大家?guī)Ш冒舱?qǐng)大家?guī)Ш冒踩比焙秃蛯W(xué)案學(xué)案，一起進(jìn)入來到一起進(jìn)入來到我的實(shí)驗(yàn)室參我的實(shí)驗(yàn)室參觀吧觀吧粒子對(duì)撞裝置粒子對(duì)撞裝置瑞士與法國(guó)邊境地區(qū)長(zhǎng)達(dá)瑞士與法國(guó)邊境地區(qū)長(zhǎng)達(dá)27公里公里 價(jià)值價(jià)值1

4、00億美元億美元質(zhì)譜儀質(zhì)譜儀科學(xué)家們?cè)鯓訙y(cè)粒子科學(xué)家們?cè)鯓訙y(cè)粒子的質(zhì)量呢？的質(zhì)量呢？1、用途：質(zhì)譜儀是一種、用途：質(zhì)譜儀是一種測(cè)量帶電粒子質(zhì)量和分測(cè)量帶電粒子質(zhì)量和分離離 的儀器的儀器探究二探究二質(zhì)譜儀質(zhì)譜儀2、構(gòu)造：由粒子源、構(gòu)造：由粒子源A、 、 和和照相底片等構(gòu)成照相底片等構(gòu)成.同位素同位素加速電場(chǎng)加速電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng) 發(fā)射粒子發(fā)射粒子（速度很?。ㄋ俣群苄。┦沽Ｗ蛹铀偈沽Ｗ蛹铀偈沽Ｗ悠D(zhuǎn)使粒子偏轉(zhuǎn)一質(zhì)量為一質(zhì)量為m,電荷量為電荷量為+q的粒子，經(jīng)的粒子，經(jīng)U加速加速進(jìn)入磁場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng)B中：中：1 U兩極板分別帶什么電？2 粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度？3 磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌道半徑？R=4 若粒子

5、打在底片的距離相同，它們一定是同一種粒子嗎？qUm221vqmUB21湯姆生的學(xué)生湯姆生的學(xué)生阿斯頓設(shè)計(jì)的，阿斯頓設(shè)計(jì)的，發(fā)現(xiàn)了發(fā)現(xiàn)了氖氖20和和氖氖22，證實(shí)了，證實(shí)了同位素的存在同位素的存在只要只要努力努力下一個(gè)物理諾貝爾獎(jiǎng)下一個(gè)物理諾貝爾獎(jiǎng)就是就是你你，我看好你呦，我看好你呦能力提升 如圖所示如圖所示,有一混有一混合正離子束在區(qū)域合正離子束在區(qū)域1中不偏轉(zhuǎn)中不偏轉(zhuǎn),在區(qū)域在區(qū)域2中偏轉(zhuǎn)半徑中偏轉(zhuǎn)半徑R相相同同,則它們一定具則它們一定具有相同的是有相同的是( ) A速度速度 B質(zhì)量質(zhì)量 C電荷量電荷量 D比荷比荷AD能力提升能力提升磁流體發(fā)電機(jī)磁流體發(fā)電機(jī)是一種新興技術(shù)，將一束等離子氣體(

6、正、負(fù)離子)噴入磁場(chǎng)，在洛倫茲力作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)而聚集到A、B板上，產(chǎn)生電勢(shì)差U，把AB和用電器相連，AB就相當(dāng)于兩極1.A，B哪個(gè)是正極？2.發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)多大？B當(dāng)二力平衡時(shí)，粒子當(dāng)二力平衡時(shí)，粒子不再打在極板上，電不再打在極板上，電動(dòng)勢(shì)最大動(dòng)勢(shì)最大Eq=qvB U=Ed 得得U=VBdB相信同學(xué)們有相信同學(xué)們有所收獲吧，下所收獲吧，下面檢驗(yàn)自己的面檢驗(yàn)自己的時(shí)候到了時(shí)候到了知識(shí)回顧知識(shí)回顧1原理原理:受力平衡時(shí)，粒子做勻受力平衡時(shí)，粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)速直線運(yùn)動(dòng)Eq=qvB2特點(diǎn)特點(diǎn):v=E/B3作用作用:選擇選擇速度速度的的大小大小和和方向方向?qū)﹄娏?，電性，質(zhì)量無選擇對(duì)電量，電性，質(zhì)量無選擇1加速加速:2偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn):洛倫茲力洛倫茲力=向心力向心力3半