帶電粒子在電場和磁場中運動

1、帶電粒子在電場和磁場中運帶電粒子在電場和磁場中運動動2二二 帶電粒子在磁場中運動舉例帶電粒子在磁場中運動舉例RmBq200vvqBmR0vB0vqBmRT220vmqBTf211 回旋半徑和回旋頻率回旋半徑和回旋頻率32 磁聚焦磁聚焦（洛倫茲力不做功）（洛倫茲力不做功）vvv/sinvv 洛倫茲力洛倫茲力 BqFvm 與與 不垂直不垂直Bvcosvv/qBmRvqBmT2)/2(cosqBmdvTv/螺距螺距4 磁聚焦磁聚焦 在均勻磁場中點在均勻磁場中點 A 發(fā)射一束發(fā)射一束初速度相差不大的帶電粒子初速度相差不大的帶電粒子, 它們的它們的 與與 之間的夾角之間的夾角 不同不同 , 但都較小但都

2、較小,這這些粒子沿半徑不同的螺旋線運動些粒子沿半徑不同的螺旋線運動, 因螺距因螺距近似相等近似相等, 相交于屏上同一點相交于屏上同一點, 此現(xiàn)象稱此現(xiàn)象稱為磁聚焦為磁聚焦 .0vB 應(yīng)用應(yīng)用 電子光學(xué)電子光學(xué) , 電電子顯微鏡等子顯微鏡等 .51 1）磁約束）磁約束 在非均勻磁場中，速度方向與磁場不同的帶電粒子，也要在非均勻磁場中，速度方向與磁場不同的帶電粒子，也要作螺旋運動，但半徑和螺距都將不斷發(fā)生變化作螺旋運動，但半徑和螺距都將不斷發(fā)生變化橫向磁約束橫向磁約束:強磁場可約束帶電粒子在一根磁場線附近。強磁場可約束帶電粒子在一根磁場線附近。 減少粒子的減少粒子的縱向前進速度，使粒子運縱向前進速

3、度，使粒子運動發(fā)生動發(fā)生“反射反射” ?？v向磁約束縱向磁約束: :/f線圈線圈線圈線圈高溫等離子體高溫等離子體磁鏡效應(yīng)的典型應(yīng)用磁鏡效應(yīng)的典型應(yīng)用能約束運動帶電粒子的能約束運動帶電粒子的磁場分布稱為磁鏡約束磁場分布稱為磁鏡約束 磁瓶。磁瓶。BBf/ffe磁鏡磁鏡63 電子的反粒子電子的反粒子 電子偶電子偶顯示正電子存顯示正電子存在的云室照片在的云室照片及其摹描圖及其摹描圖鋁板鋁板正電子正電子電子電子B1930年狄拉克年狄拉克預(yù)言自然界存預(yù)言自然界存在正電子在正電子7. . . . . . . .+-A AK+dL. . . . . . .1p2p. . . . . . . . . . . .

4、. . . . . . . . . . . . .三三 帶電粒子在電場和磁場中運動舉例帶電粒子在電場和磁場中運動舉例1 . 電子比荷的測定電子比荷的測定速度選擇器速度選擇器BeEe0vBE0v820e212121vLmeEaty0evvLmeEaty20e0arctanarctanvvvmeELy20e2tanvLdmeEdy1p2pdL+-1y2yoyx0v920e20e2121vvLdmeELmeEyyy20e2tanvLdmeEdy20e212121vLmeEaty1p2pdL+-1y2yoyx0v101p2pdL+-1y2yoyx0v2220eLLdEmeyv1220e2LLdyEme

5、vBE0v上述計算上述計算 的條件的條件cv122e2LLdyBEme電子電子比荷比荷112 質(zhì)譜儀質(zhì)譜儀RmBq2vvvRBqm7072 73 74 76鍺的質(zhì)譜鍺的質(zhì)譜.1p2p+-2s3s1s速度選擇器速度選擇器照相底片照相底片質(zhì)譜儀的示意圖質(zhì)譜儀的示意圖123 回旋加速器回旋加速器 1932年勞倫斯研制第一臺回旋加速器的年勞倫斯研制第一臺回旋加速器的D型室型室. 此加速器可將質(zhì)子和氘核加速到此加速器可將質(zhì)子和氘核加速到1 MeV的能量，的能量，為此為此1939年勞倫斯獲諾貝爾物理學(xué)獎年勞倫斯獲諾貝爾物理學(xué)獎.13mqBf2mqBR0v2k21vmE 頻率與半徑無關(guān)頻率與半徑無關(guān)到半圓盒

6、邊緣時到半圓盒邊緣時mRBqE22022k回旋加速器原理圖回旋加速器原理圖NSB2D1DON14 我國于我國于1994年建成的第年建成的第一臺強流質(zhì)一臺強流質(zhì)子加速器子加速器 ，可產(chǎn)生數(shù)十可產(chǎn)生數(shù)十種中短壽命種中短壽命放射性同位放射性同位素素 .154 霍耳效應(yīng)霍耳效應(yīng)16BqqEdHvBEdHvBbUdHvnqdIBUHnqR1H霍耳霍耳系數(shù)系數(shù)dBIbHUdIBRUHH霍耳電壓霍耳電壓+qdv+ + + + + - - - - -eFmFbdqndvSqnIdvqndIb/v d17I+ + +- - -P 型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體+-HUBmFdv霍耳效應(yīng)的應(yīng)用霍耳效應(yīng)的應(yīng)用（2）測量磁場測量磁場dIBRUHH霍耳電壓霍耳電壓（1）判斷半導(dǎo)體的類型判斷半導(dǎo)體的類型mF+ + +- - - N 型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體HU-BI+-dv182H