質(zhì)譜儀與回旋加速器+高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊

第一章安培力與洛倫茲力第四節(jié)質(zhì)譜儀與回旋加速器質(zhì)譜儀1.基本結(jié)構(gòu)2.工作原理3.生活中的實際應(yīng)用質(zhì)譜儀的原理你能根據(jù)所學(xué)知識解釋一下質(zhì)譜儀的工作原理嗎？電離室加速電場偏轉(zhuǎn)磁場照相底片（1）先加速（2）再偏轉(zhuǎn)(勻速圓周運動）5.某一具有速度選擇器的質(zhì)譜儀原理如圖1-8所示，A為粒子加速器，加速電壓為B為速度選擇器，磁場與電場正交，磁感應(yīng)強度為，兩板間距離為d;C為偏轉(zhuǎn)分離器，磁感應(yīng)強度為。今有一質(zhì)量為m、電荷量為e的正粒子(不計重力),經(jīng)加速后，該粒子恰能通過速度選擇器，粒子進入分離器后做勻速圓.周運動。(1)粒子的速度為多少?(2)速度選擇器兩板間電壓為多少?(3)粒子在B2磁場中做勻速圓周運動的半徑R為多大?回旋加速器1.基本結(jié)構(gòu)2.工作原理3.生活中的實際應(yīng)用回旋加速器2.工作原理如何保證粒子一直被加速？回旋加速器粒子加速后的最大速度或最大能量是多少，它們由什么因素決定？跟電壓大小有關(guān)系嗎？問題引出要認識原子核內(nèi)部的情況，必須把核“打開”進行“觀察”。然而，原子核被強大的核力約束，只有用極高能量的粒子作為“炮彈”去轟擊，才能把它“打開”。如何產(chǎn)生極高能量的粒子？粒子加速粒子加速器還記得必修三中學(xué)過的直線加速器嗎，他的工作原理是怎樣的，它有什么弊端？直線加速器設(shè)電子進入第

n個圓筒后的速度為v，根據(jù)動能定理有：得第n個圓筒的長度為直線加速器占有的空間范圍大，在有限的空間范圍內(nèi)制造直線加速器受到一定的限制。有沒有什么辦法改進？回旋加速器1932年美國物理學(xué)家勞倫斯發(fā)明了回旋加速器，實現(xiàn)了在較小的空間范圍內(nèi)進行多級加速。觀察結(jié)構(gòu)，并嘗試說明其工作原理？工作原理：利用電場對帶電粒子的加速作用和磁場對運動電荷的偏轉(zhuǎn)作用來獲得高能粒子，這些過程在回旋加速器的核心部件——兩個D形盒和其間的窄縫內(nèi)完成?；匦铀倨鹘痈哳l電源狹縫原理圖粒子源

回旋加速器要如何設(shè)置才能保證電荷被加速？帶電粒子在D形盒中運行的周期：加速條件每過

電場方向要改變一次，以保證帶電粒子始終被加速?；匦铀倨髁Ｗ蛹铀俸蟮淖畲笏俣然蜃畲竽芰渴嵌嗌?，它們由什么因素決定？跟電壓大小有關(guān)系嗎？粒子最大動能：（離開半徑與D形盒半徑相同）對某種粒子q、m一定，粒子獲得的最大動能由磁感應(yīng)強度B和回旋加速器的半徑R決定，與加速度電壓的大小無關(guān)?；匦铀倨鲙щ娏Ｗ蛹铀俸笏俣仍龃?周期需要改變嗎?如果改變，這將帶來什么技術(shù)難關(guān)，你覺得如何改進？粒子速度v接近光速c時，質(zhì)量變大，在磁場中運動周期改變，與交變電場周期不同步。改進：一.質(zhì)譜儀二.回旋加速器課堂小結(jié)鞏固提升PART3鞏固提升鞏固提升答案：AD鞏固提升答案：D鞏固提升電和磁的實驗中最明顯的現(xiàn)象是，處于彼此距離相當遠的物體之間的相互作用。因此，把這些現(xiàn)象化為科學(xué)形式的第一步就是，確定物體之間作用力的大小和方向?！溈怂鬼f4.回旋加速器兩個D形金屬盒分別和一高頻交流電源兩極相接，兩盒放在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直于盒底面，粒子源置于盒的圓心附近。若粒子源射出的粒子電荷量為q，質(zhì)量為m，粒子最大回